Носите, а потом перерабатывайте: дизайнеры делают растворимый текстиль из желатина

Исследователи из Института ATLAS Университета Колорадо в Боулдере теперь на шаг приблизились к этой цели. В новом исследовании команда инженеров и дизайнеров разработала самодельную машину, которая прядет текстильные волокна из таких материалов, как желатин, полученный из экологически чистых источников. «Биоволокна» этой группы чем-то похожи на льняные волокна и растворяются в горячей воде в течение от нескольких минут до часа.

Команда под руководством Ильде Ласаро Васкеса, аспиранта Института Атласа, представила свои результаты в мае на конференции CHI по человеческому фактору в вычислительных системах в Гонолулу.

«Когда эти ткани вам больше не нужны, вы можете расплавить их и переработать желатин, чтобы получить больше волокон», — сказал Майкл Ривера, соавтор нового исследования и доцент Института Атласа и кафедры компьютерных наук.

В исследовании рассматривается растущая проблема во всем мире: по данным Агентства по охране окружающей среды (EPA), только в 2018 году жители США выбросили на свалки более 11 миллионов тонн текстиля — почти 8% всех твердых бытовых отходов, произведенных в этом году.

Исследователи видят иной путь развития моды.

Их устройство достаточно маленькое, чтобы поместиться на столе, а его сборка стоит всего 560 долларов. Лазаро Васкес надеется, что это устройство поможет дизайнерам всего мира экспериментировать с созданием собственных биоволокон.

«Вы можете настроить волокно так, чтобы оно было желаемой прочности и гибкости, а также желаемого цвета», — сказала она. «С помощью машины для прототипирования этого типа каждый сможет производить волокна. Вам не потребуются большие машины, которые можно найти только на химических факультетах университетов».

Пряжа нитки

Исследование проводится на фоне того, что модники, эксперты по робототехнике и другие люди поддерживают тенденцию, известную как «умный текстиль». Например, жаккардовая куртка Levi’s Trucker Jacket от Google выглядит как джинсовое пальто, но включает в себя датчики, которые могут взаимодействовать с вашим смартфоном.

Но Ривера считает, что у такой футуристической одежды есть и обратная сторона:

«Эта куртка не подлежит вторичной переработке. Трудно отделить джинсовую ткань от медных нитей и электроники».

Чтобы представить новый способ изготовления одежды, команда начала с желатина. Этот упругий белок встречается в костях и копытах многих животных, включая свиней и коров. Ежегодно производители мяса выбрасывают большое количество желатина, который не соответствует требованиям косметических или пищевых продуктов типа Jell-O. (Лазаро-Васкес покупает желатин в виде порошка в местной мясной лавке.)

Она и ее коллеги решили превратить эти отходы в носимое сокровище.

Комбинированная машина использует пластиковый шприц для нагрева и сжатия капель жидкой желатиновой смеси. Затем два набора роликов в машине вытягивают желатин, растягивая его в длинные тонкие волокна — мало чем отличаясь от паука, плетущего шелковую паутину. В этом процессе волокна также проходят через жидкие ванны, где исследователи могут ввести в материал жизненно важные красители или другие добавки. Например, добавление небольшого количества генипина, экстракта фруктов, делает клетчатку более прочной.

Растворение примесей

По словам Лазаро Васкеса, дизайнеры могут сделать с этими типами текстиля все, что только могут себе представить.

В качестве доказательства концепции исследователи изготовили небольшие датчики из желатиновых волокон, хлопка и проводящих нитей, похожие на состав жаккардовой куртки. Затем команда погрузила эти пятна в теплую воду. Желатин растворяется, освобождая нити для легкой переработки и повторного использования.

Дизайнеры могут изменить химический состав волокон, чтобы сделать их более гибкими, говорит Лазаро Васкес. Вы же не захотите, чтобы ваша куртка исчезла под дождем. Они также могут поиграть с прядением подобных волокон из других натуральных ингредиентов. К таким веществам относится хитин, входящий в состав панцирей крабов, или агар-агар, получаемый из водорослей.

«Мы стараемся думать о полном жизненном цикле нашего текстиля», — сказал Ласаро Васкес. «Все начинается с того, откуда берется материал. Можем ли мы получить его из того, что обычно тратится впустую?»