Dolar 9,2934
Euro 10,8291
Altın 531,11
BİST 1.426
Adana Adıyaman Afyon Ağrı Aksaray Amasya Ankara Antalya Ardahan Artvin Aydın Balıkesir Bartın Batman Bayburt Bilecik Bingöl Bitlis Bolu Burdur Bursa Çanakkale Çankırı Çorum Denizli Diyarbakır Düzce Edirne Elazığ Erzincan Erzurum Eskişehir Gaziantep Giresun Gümüşhane Hakkari Hatay Iğdır Isparta İstanbul İzmir K.Maraş Karabük Karaman Kars Kastamonu Kayseri Kırıkkale Kırklareli Kırşehir Kilis Kocaeli Konya Kütahya Malatya Manisa Mardin Mersin Muğla Muş Nevşehir Niğde Ordu Osmaniye Rize Sakarya Samsun Siirt Sinop Sivas Şanlıurfa Şırnak Tekirdağ Tokat Trabzon Tunceli Uşak Van Yalova Yozgat Zonguldak
İstanbul 17 °C
Çok Bulutlu

MIT Mühendisleri Geleceğin Geri Dönüşümlü Plastik Torbalardan Üretilebilen Kendi Kendini Soğutan Kumaşlarını Geliştirdiler

18.03.2021
116
MIT Mühendisleri Geleceğin Geri Dönüşümlü Plastik Torbalardan Üretilebilen Kendi Kendini Soğutan Kumaşlarını Geliştirdiler
Mühendisler, plastik torbalarda yaygın olarak kullanılan bir malzeme olan polietilenden kendi kendini soğutan kumaşlar geliştirdiler.Bilim adamları, geleceğin kumaşları haline gelebilecek malzemeleri değerlendirirken, yaygın olarak bulunan bir seçeneği büyük ölçüde reddetmişlerdir: polietilen.

Plastik sargı ve market poşetleri gibi malzemeler, polietilen ince ve hafiftir ve sizi çoğu tekstilde olduğundan daha serin tutabilir çünkü ısıyı hapsetmek yerine geçmesine izin verir. Ancak polietilen de su ve ter içinde hapsolabilir, çünkü uzaklaşamaz. ve nemi buharlaştırır. Bu anti-tüylenme özelliği, polietilenin giyilebilir bir tekstil olarak benimsenmesinde önemli bir caydırıcı olmuştur.

Şimdi, İLE mühendisler, polietileni nemi uzaklaştırmak için tasarlanmış liflere ve ipliklere dönüştürdü. İplikleri, pamuk, naylon ve polyester gibi yaygın tekstil ürünlerinden daha hızlı emen ve buharlaştıran ipeksi, hafif kumaşlara dokurlar.

Ayrıca polietilenin bir tekstil olarak üretilip kullanılması durumunda sahip olacağı ekolojik ayak izini de hesapladılar. Çoğu varsayımın aksine, polietilen kumaşların, pamuklu ve naylon tekstillere göre yaşam döngüleri boyunca daha küçük bir çevresel etkiye sahip olabileceğini tahmin ediyorlar.

Araştırmacılar, polietilenden yapılan kumaşların, plastik poşetleri ve diğer polietilen ürünleri giyilebilir tekstiller halinde geri dönüştürmek için bir teşvik sağlayıp malzemenin sürdürülebilirliğine katkıda bulunacağını umuyorlar.

“Birisi okyanusa plastik bir torba attığında, bu bir problemdir. Ancak bu çantalar kolaylıkla geri dönüştürülebilir ve eğer polietileni bir spor ayakkabı veya kapüşonlu yapabilirseniz, bu çantaları alıp geri dönüştürmek ekonomik açıdan mantıklı olacaktır, “diyor MIT Makine Mühendisliği Bölümü’nden araştırma bilimcisi Svetlana Boriskina.

Boriskina ve meslektaşları bulgularını 15 Mart 2021’de Doğa Sürdürülebilirliği.

Su fitili

Bir polietilen molekülü, her biri hidrojen içeren bir karbon atomu omurgasına sahiptir. atom ekli. Birçok kez tekrarlanan basit yapı, suya ve diğer moleküllere yapışmaya direnen Teflon benzeri bir mimari oluşturur.

Boriskina, “Konuştuğumuz herkes, polietilenin sizi serinletebileceğini söyledi, ancak suyu ve teri emmez, çünkü suyu reddeder ve bu nedenle bir tekstil işlevi görmez,” diyor.

Bununla birlikte, o ve meslektaşları polietilenden dokunabilir lifler yapmaya çalıştı. Ham toz halindeki polietilen ile başladılar ve polietileni eritmek ve spagetti ipliklerini çıkarmaya benzer şekilde ince elyaflara ekstrüde etmek için standart tekstil üretim ekipmanı kullandılar. Şaşırtıcı bir şekilde, bu ekstrüzyon işleminin malzemeyi hafifçe oksitlediğini, fiberin yüzey enerjisini değiştirdiğini, böylece polietilenin zayıf hidrofilik hale geldiğini ve su moleküllerini yüzeyine çekebildiğini buldular.

Ekip, dokunabilir bir iplik yapmak için birden fazla polietilen elyafı bir araya toplamak için ikinci bir standart ekstrüder kullandı. Bir iplik teli içinde, liflerin yüzeyine çekildikten sonra su moleküllerinin pasif bir şekilde emilebildiği kılcal damarlar oluşturan lifler arasındaki boşlukların olduğunu buldular.

Bu yeni fitilleme yeteneğini optimize etmek için araştırmacılar, liflerin özelliklerini modellediler ve iplik boyunca belirli yönlerde hizalanmış belirli bir çaptaki liflerin liflerin fitilleme kabiliyetini geliştirdiğini buldular.

Araştırmacılar, modellemelerine dayanarak, daha optimize edilmiş elyaf düzenlemeleri ve boyutları ile polietilen iplik yaptılar, ardından ipliği kumaşlara dokumak için endüstriyel bir dokuma tezgahı kullandılar. Daha sonra, kumaş şeritlerini suya daldırarak ve sıvının her şeridi fitillemesi veya tırmanması için geçen süreyi ölçerek, polietilen kumaşın pamuk, naylon ve polyester üzerinde fitilleme kabiliyetini test ettiler. Ayrıca, her kumaşı tek bir su damlacığının üzerine bir ölçek üzerine yerleştirdiler ve su kumaştan geçip buharlaştıkça zamanla ağırlığını ölçtüler.

Her testte, polietilen kumaşlar, suyu diğer sıradan tekstillerden daha hızlı buharlaştırdı ve uzaklaştırdı. Araştırmacılar, polietilenin tekrarlanan ıslanma ile su çekme yeteneğinin bir kısmını kaybettiğini gözlemlediler, ancak sadece biraz sürtünme uygulayarak veya onu ultraviyole ışığa maruz bırakarak, malzemeyi tekrar hidrofilik hale getirdiler.

Boriskina, “Malzemeyi kendisine sürterek yenileyebilirsiniz ve bu şekilde fitilleme kabiliyetini korur” diyor. “Sürekli ve pasif olarak nemi dışarı pompalayabilir.”

Eko döngü

Ekip ayrıca, malzemenin geleneksel mürekkepler ve boyalar da dahil olmak üzere diğer moleküllerle bağlanmaya karşı direncinden dolayı zorlu olan polietilen kumaşlara renk katmanın bir yolunu buldu. Araştırmacılar, malzemeyi elyaf formuna çekmeden önce toz halindeki polietilene renkli parçacıklar eklediler. Bu şekilde, parçacıklar liflerin içinde kapsüllendi ve onlara başarılı bir şekilde renk kattı.

Boriskina, “Tekstilleri sert kimyasalların çözümlerine batırarak geleneksel boyama sürecinden geçmemize gerek yok” diyor. “Polietilen lifleri tamamen kuru bir şekilde renklendirebiliyoruz ve kullanım ömürlerinin sonunda eritebilir, santrifüjleyebilir ve parçacıkları tekrar kullanmak üzere geri kazanabiliriz.”

Araştırmacılar, ekibin kuru renklendirme sürecinin, polietilenin tekstil yapımında kullanılması durumunda sahip olacağı nispeten küçük ekolojik ayak izine katkıda bulunduğunu söylüyor. Ekip, tekstil endüstrisi tarafından yaygın olarak kullanılan bir yaşam döngüsü değerlendirme aracı kullanarak bu ayak izini hesapladı. Araştırmacılar, polietilenin fiziksel özelliklerini ve kumaşları yapmak ve renklendirmek için gereken işlemleri hesaba katarak, polietilen tekstiller üretmenin polyester ve pamuğa kıyasla daha az enerji gerektirdiğini keşfettiler.

Boriskina, “Polietilenin erime sıcaklığı daha düşüktür, bu nedenle ipliği yapmak için diğer sentetik polimer malzemeler kadar ısıtmanıza gerek kalmaz,” diye açıklıyor. “Ham polietilen sentezi ayrıca polyester veya naylon gibi daha geleneksel tekstil malzemelerinin sentezine göre daha az sera gazı ve atık ısı açığa çıkarır. Pamuk aynı zamanda büyümek için çok fazla toprak, gübre ve su alıyor ve hepsi de büyük bir ekolojik ayak izine sahip olan sert kimyasallarla işleniyor. ”

Polietilen kumaşın kullanım aşamasında, pamuk ve diğer tekstillerle karşılaştırıldığında malzemeyi yıkamak ve kurutmak için daha az enerji gerektireceğinden çevresel etkisinin daha az olabileceğini söylüyor.

Boriskina, “Kirlenmiyor çünkü üzerine hiçbir şey yapışmıyor” diyor. “Soğuk programda 10 dakika boyunca polietiyeleni yıkayabilir, sıcak döngüde bir saat pamuk yıkayabilirsiniz.”

Araştırmada yer almayan, San Diego’daki California Üniversitesi’nden malzeme bilimcisi Shirley Meng, “Şaşırtıcı bir bulgu olsa da, deneylerin tasarımı ve verilerin oldukça ikna edici olduğunu düşünüyorum” diyor. “Makalede sunulan verilere dayanarak, burada bildirilen belirli PE kumaş, pamuktan daha üstün özellikler gösteriyor. Asıl nokta, geri dönüştürülmüş PE’nin önemli değere sahip bir ürün olan tekstili yapmak için kullanılabileceğidir. Bu, PE geri dönüşümünün ve döngüsel ekonominin eksik parçası. ”

Ekip, polietilen kumaşları uzayın zararlı X-ışını radyasyonuna karşı polietilen kalkanlar olarak hafif, pasif olarak soğutan atletik kıyafetlere, askeri kıyafetlere ve hatta yeni nesil uzay kıyafetlerine dahil etmenin yollarını araştırıyor.

Referans: Matteo Alberghini, Seongdon Hong, L. Marcelo Lozano, Volodymyr Korolovych, Yi Huang, Francesco Signorato, S. Hadi Zandavi, Corey Fucetola, Ihsan Uluturk, Michael Y. Tolstorukov tarafından “Pasif soğutma için tasarlanmış nem taşıma özelliğine sahip sürdürülebilir polietilen kumaşlar” , Gang Chen, Pietro Asinari, Richard M.Osgood III, Matteo Fasano ve Svetlana V. Boriskina, 15 Mart 2021, Doğa Sürdürülebilirliği.
DOI: 10.1038 / s41893-021-00688-5

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.