Kaval keemia muudab vanad rõivad 15 minutiga kasulikeks molekulideks | Keskkond

“Welcome to Estonia, where innovation meets sustainability. In the heart of Tallinn, a team of scientists has revolutionized the fashion industry with a groundbreaking technology that transforms old clothes into useful molecules in just 15 minutes. This game-changing concept, ‘Kaval keemia’, is not only reducing waste but also promoting a circular economy. By breaking down old textiles into their molecular components, this Estonian startup is paving the way for a more environmentally conscious future. Join us as we explore the exciting possibilities of this cutting-edge technology and its potential to transform the world of fashion forever.”

Kiirmood tekitab igal aastal miljoneid tonne jäätmeid. Nüüd avastasid teadlased keemilise reaktsiooni, millega suur osa tekkinud kangamägedest kasulikeks molekulideks muuta.

Uuringu kaasautori Delaware’i ülikooli inseneri Dionisios Vlachosi sõnul näitab ajakirjas Science Advances avaldatud artikkel, et keemiline ümbertöötlus võib anda vanadele tekstiilidele uue elu. Nende kirjeldatud keemilise protsessi laiem kasutuselevõtt aitaks vähendada moetööstuses tekkivate jäätmete hulka, vahendab NatureNews. 

Hinnanguliselt läheb praegu tagasi ringlusse vähem kui üks protsent kõigist toodetavatest tekstiilidest. Peaaegu kolm neljandikku kasutatud rõivastest põletatakse või jõuab prügilasse. Vlachosi sõnul on ka suur osa ookeanidesse sattuvast mikroplastist pärit just riietest.

Keerulised tekstiilid

Suur osa materjalide ümbertöötlusest hõlmab jäätmete muutmist tagasi nende tooraineks. Tekstiilide puhul on sellisel lähenemisel aga mitmeid puudusi. Näiteks on paljud kangad valmistatud materjalide segust, näiteks segatakse puuvillaga sünteetilisi kiude. Mehhaanilise ümbertöötlusega on taolisi mitmekihilisi tekstiile keeruline käidelda. Saadud materjali kvaliteet on sageli liiga kehv, et seda saaks hiljem uuesti kasutada. 

Seetõttu otsis Dionisios Vlachos kolleegidega abi keemilisest ümbertöötlusest. Nad lootsid lagundada sünteetilised kangakomponendid taaskasutatavateks materjalideks. Selleks kasutasid nad keemilist reaktsiooni, mida tuntakse mikrolaine abil toimuva glükolüüsina.

Soojuse ja katalüsaatori abil lõhub glükolüüs pikad molekuliahelad, sh polümeerid väiksemateks üksusteks. Teadlased testisid uut lähenemist erinevate koostistega kangaste ümbertöötlemisel. Sealhulgas uurisid nad, kas seda saab kasutada 100-protsendilise polüestri ja 50/50 puhtusega polüvilla ehk polüestri ja puuvilla segu lagundamiseks. 

Reaktsiooniga muutsid nad 90 protsenti polüesterkanga polüestrist molekuliks BHET, mida saab taaskasutada uue kanga valmistamiseks. Meeldiva üllatusena leidsid teadlased, et glükolüüs ei vähendanud puuvilla kvaliteeti. Seega on võimalik kangastes leiduvat polüestrit lagundada viisil, et uuesti saab kasutada ka puuvilla. 

Uurimisrühm suutis reaktsioonitingimusi optimeerida viisil, et kogu protsess võttis aega vaid 15 minutit. See teeb ümbertöötlemise äärmiselt kulutõhuks. “Tavaliselt võtab lagundamine päevi. Kui jõutakse päevade asemel mõne minutini, on see valdkonna jaoks oluline uuendus,” sõnas Dionisios Vlachos. Tema hinnangul on võimalik ümbertöötlemist veelgi kiirendada ja viia kogu kogu protsess lõpule leotudsekunditega. 

Järgnevad sammud

Uuringu taga olnud teadlasi huvitas lisaks, kuidas reageerivad reaktsiooniprotsessile teised materjalikombinatsioonid. Nende õnneks olid tulemused head isegi siis, kui tekstiil sisaldas tundmatus koguses kiude, sealhulgas puuvilla, polüestrit, nailonit või spandeksit.

Neist viimane lagunes kasulikuks molekuliks MDA. Nailonit, nagu ka puuvilla, oli võimalik eraldada tervena. Saadava BHET-i hulk oli väiksem vaid mõnede polüestermaterjalide nagu värvitud ja ultraviolettvalguse- või tulekindlate kangaste puhul. Töörühma hinnangul on  taoliste materjalide puhul protsessi optimeerimiseks vaja teha täiendavaid uuringud.

Teadustöö tulemusi analüüsinud Dionisios Vlachos hinnangul oleks võimalik kogu maailma rõivastest uue meetodi abil ümber töödelda 88 protsenti. “Meil on nüüd lihtne protsess, mida saab kasutada suurte rõivakoguste töötlemiseks. Oleme selle reaalsete rakenduste osas väga optimistlikud,” lisas Vlachos.

In Estonia, innovative chemistry has taken a remarkable leap forward with the creation of “Kaval keemia” – a revolutionary technique that transforms old clothes into useful molecular building blocks within 15 minutes. This groundbreaking approach not only promotes sustainability but also closes the recycling loop, reducing waste and conserving resources. As Estonia continues to pioneer green technology, “Kaval keemia” serves as a shining example of how science and innovation can come together to shape a more environmentally conscious future, leaving a lasting impact on the Baltic country’s commitment to environmental stewardship.