Всего менее 15% из 92 миллионов тонн одежды и других текстильных изделий, выбрасываемых ежегодно, перерабатываются — отчасти потому, что одежду очень сложно сортировать. Вплетенные этикетки из недорогих фотонных волокон, разработанные командой под руководством Мичиганского университета (США), могут переломить ситуацию, говорится в сообщении вуза. Подробно разработка описана в журнале Advanced Materials Technologies.
Обычные бирки часто не доживают до конца срока службы одежды: их можно срезать или застирать до неразборчивости – и маркировка для переработки может просто пропасть. Переработка могла бы быть более эффективной, если бы в ткань была вплетена бирка, невидимая до тех пор, пока ее не нужно было бы прочитать. Это то, что может обеспечить новое волокно.
Принцип работы фотонных волокон для невидимых бирок позаимствован у крыльев бабочки. Бирка из такого волокна – своего рода штрих-код, который можно прочитать, например, только в инфракрасном свете.
Переработчики уже используют системы сортировки, которые определяют различные материалы в соответствии с их естественными оптическими «отпечатками». Так, ПЭТ-пластик от бутылки с водой выглядит в ближнем инфракрасном свете иначе, чем полиэтилен высокой плотности от пакета молока.
Разрабатывая «фотонные бирки», ученые начали с преформы — пластикового сырья, состоящего из десятков чередующихся слоев. В данном случае они использовали акрил и поликарбонат. В то время как каждый отдельный слой прозрачен, комбинация двух материалов изгибает и преломляет свет, создавая оптические эффекты, которые могут выглядеть как цвет. Это то же основное явление, которое придает крыльям бабочки мерцание.
Преформу нагрели, а затем механически вытянули — как ириску — в тонкую прядь волокна. Хотя этот метод производственного процесса отличается от метода экструзии, с помощью которого создают обычные синтетические волокна (например, полиэстера), он позволяет производить такие же нити волокна длиной в несколько километров. Затем эти нити можно обрабатывать на том же оборудовании, которое уже используется производителями текстиля.
Подбирая смесь материалов и скорость вытягивания преформы, исследователи настроили волокно таким образом, чтобы придать ему нужные оптические свойства и чтобы его можно было вторично переработать. Хотя фотонное волокно дороже традиционного текстиля, готовая продукция, по оценкам исследователей, с новыми бирками подорожает незначительно.
«Фотонные волокна должны составлять лишь небольшой процент — всего 1% готовой одежды. Это может увеличить стоимость готового продукта примерно на 25 центов — аналогично стоимости тех ярлыков для использования и ухода, с которыми мы все знакомы», – цитируют разработчиков в пресс-релизе.
Фотонная маркировка не только упрощает переработку, она может также содержать информацию о том, где и как производятся товары. Ее также можно использовать для проверки подлинности фирменных продуктов.
[Фото: Marcin Szczepanski/Lead Multimedia Storyteller, University of Michigan College of Engineering]
