科學家開發舊塑料聚乙烯可紡織成環保服裝
麻省理工學院的工程師們已經為一種常見的塑料找到了新的用途,設法將聚乙烯紡成織物,通過讓熱量通過和水分蒸發,可以被動地冷卻穿著者。這一發現可以看到廢棄的塑料袋被變成運動服。
由於聚乙烯的結構,由聚乙烯紡成的織物可以通過讓熱量散發而使穿戴者保持涼爽,但由於其不太理想的特性,即把水分吸收進來,因此它在很大程度上被科學界拒絕作為一種織物的候選材料。
但麻省理工學院的工程團隊已經找到了一種方法,使材料能夠吸引水分子到其表面,在那裡蒸發。研究人員從原材料聚乙烯粉末開始,然後利用標準的紡織製造設備生產出細小的纖維,發現這個過程會導致輕度氧化,從而產生微弱的親水效果。該團隊將多根聚乙烯纖維擠壓在一起,形成可編織的紗線,股間的空隙形成類似毛細血管的結構,水分子一旦被吸引到纖維表面,就可以通過這些結構被動吸收。
在進行了一些旨在最大限度地提高吸收和蒸發能力的建模後,工程師們優化了纖維的排列和尺寸,然後用工業織機將紗線織成織物。在與棉、尼龍和聚酯織物的對決中,發現聚乙烯織物表現出更快的吸濕性,不過反复潤濕確實削弱了其性能。幸運的是,工程師找到了一個簡單的解決方法,即可以通過摩擦材料本身來刷新材料,這樣它就能保持其吸濕能力,它可以持續地、被動地抽走水分。”
由於聚乙烯與其他分子不打交道,傳統的油墨和染料無法用於添加顏色。相反,在紗線被擠出之前,彩色顆粒被添加到原粉中。該團隊表示,以這種方式給織物著色,有助於該材料維持相對較小的生態足跡,工程師們使用紡織行業常用的生命週期評估工具,確定這種材料和織物生產方法所需的能源比聚酯和棉花少。
聚乙烯的熔化溫度較低,所以你不必像其他合成高分子材料那樣加熱它來製造紗線,與合成聚酯或尼龍等更傳統的紡織材料相比,合成原料聚乙烯釋放的溫室氣體和廢熱也更少。棉花的生長也需要大量的土地、肥料和水,並且要用刺激性的化學品進行處理,這都會帶來巨大的生態足跡。更小的環境足跡也延續到了實際使用中,10分鐘的冷循環就可以讓衣服保持清潔和新鮮。
希望這一發現能使塑料袋、食品包裝、咖啡杯等被回收到衣服和鞋類中,而不是增加巨大的浪費。事實上,該團隊目前正在研究運動服、軍事和太空技術的應用。