Al considerar materiales que podrían convertirse en los tejidos del futuro, Los científicos han descartado en gran medida una opción ampliamente disponible:el polietileno.

Las cosas de envoltorios de plástico y bolsas de supermercado, el polietileno es delgado y liviano, y podría mantenerte más fresco que la mayoría de los textiles porque deja pasar el calor en lugar de atraparlo. Pero el polietileno también atraparía el agua y el sudor, ya que es incapaz de alejar y evaporar la humedad. Esta propiedad antiarrugas ha sido un factor de disuasión importante para la adopción del polietileno como tejido que se puede llevar puesto.

Ahora, Los ingenieros del MIT han hilado polietileno en fibras e hilos diseñados para eliminar la humedad. Ellos tejieron los hilos en sedosos, tejidos ligeros que absorben y evaporan el agua más rápidamente que los tejidos habituales como el algodón, nylon, y poliéster.

También han calculado la huella ecológica que tendría el polietileno si se produjera y se utilizara como textil. Contrariamente a la mayoría de las suposiciones, estiman que las telas de polietileno pueden tener un impacto ambiental menor durante su ciclo de vida que las telas de algodón y nailon.

Los investigadores esperan que las telas hechas de polietileno puedan proporcionar un incentivo para reciclar bolsas de plástico y otros productos de polietileno en textiles portátiles. contribuyendo a la sostenibilidad del material.

"Una vez que alguien arroja una bolsa de plástico al océano, eso es un problema. Pero esas bolsas podrían reciclarse fácilmente, y si puedes convertir polietileno en una zapatilla o una sudadera con capucha, Tendría sentido económico recoger estas bolsas y reciclarlas, "dice Svetlana Boriskina, científico investigador del Departamento de Ingeniería Mecánica del MIT.

Boriskina y sus colegas han publicado sus hallazgos hoy en Sostenibilidad de la naturaleza.

Mecha de agua

Una molécula de polietileno tiene una columna vertebral de átomos de carbono, cada uno con un átomo de hidrógeno unido. La estructura simple, repetido muchas veces, forma una arquitectura similar al teflón que resiste adherirse al agua y otras moléculas.

"Todas las personas con las que hablamos dijeron que el polietileno podría mantenerte fresco, pero no absorbería el agua y el sudor porque rechaza el agua, y debido a esto, no funcionaría como textil, "Dice Boriskina.

Sin embargo, ella y sus colegas intentaron fabricar fibras tejibles a partir de polietileno. Comenzaron con polietileno en su forma de polvo crudo y utilizaron equipos de fabricación textil estándar para fundir y extruir polietileno en fibras delgadas. similar a dar vuelta a hebras de espagueti. Asombrosamente, encontraron que este proceso de extrusión oxidaba ligeramente el material, cambiar la energía de la superficie de la fibra para que el polietileno se vuelva débilmente hidrófilo, y capaz de atraer moléculas de agua a su superficie.

El equipo utilizó una segunda extrusora estándar para juntar varias fibras de polietileno para hacer un hilo que se pueda tejer. Encontraron que dentro de una hebra de hilo, los espacios entre las fibras formaban capilares a través de los cuales las moléculas de agua podían absorberse pasivamente una vez atraídas a la superficie de una fibra.

Para optimizar esta nueva capacidad de absorción, los investigadores modelaron las propiedades de las fibras y encontraron que las fibras de cierto diámetro, alineados en direcciones específicas a lo largo del hilo, mejoró la capacidad de absorción de las fibras.

Basado en su modelado, los investigadores hicieron hilo de polietileno con disposiciones y dimensiones de fibra más optimizadas, luego usó un telar industrial para tejer el hilo en telas. Luego probaron la capacidad de absorción de la tela de polietileno sobre el algodón, nylon, y poliéster sumergiendo tiras de las telas en agua y midiendo el tiempo que tardó el líquido en absorber la mecha, o trepar por cada franja. También colocaron cada tela en una balanza sobre una sola gota de agua y midieron su peso a lo largo del tiempo a medida que el agua atravesaba la tela y se evaporaba.

En cada prueba Las telas de polietileno eliminan y evaporan el agua más rápido que otras telas comunes. Los investigadores observaron que el polietileno perdió parte de su capacidad de atraer agua con la humectación repetida, pero simplemente aplicando un poco de fricción, o exponerlo a la luz ultravioleta, indujeron al material a volverse hidrófilo nuevamente.

"Puede refrescar el material frotándolo contra sí mismo, y de esa forma mantiene su capacidad de evacuación, "Dice Boriskina." Puede bombear la humedad de forma continua y pasiva ".

Ciclo ecológico

El equipo también encontró una forma de incorporar color en los tejidos de polietileno, que ha sido un reto, nuevamente debido a la resistencia del material a unirse con otras moléculas, incluyendo tintas y tintes tradicionales. Los investigadores agregaron partículas de colores al polietileno en polvo antes de extruir el material en forma de fibra. De este modo, las partículas se encapsularon dentro de las fibras, impartiéndoles color con éxito.

"No necesitamos pasar por el proceso tradicional de teñir textiles sumergiéndolos en soluciones de productos químicos agresivos, ", Dice Boriskina." Podemos colorear las fibras de polietileno de una manera completamente seca, y al final de su ciclo de vida, Podríamos derretirnos centrífugo, y recuperar las partículas para volver a utilizarlas ".

El proceso de coloración en seco del equipo contribuye a la huella ecológica relativamente pequeña que tendría el polietileno si se usara para fabricar textiles. dicen los investigadores. El equipo calculó esta huella mediante el uso de una herramienta de evaluación del ciclo de vida comúnmente utilizada por la industria textil. Teniendo en cuenta las propiedades físicas del polietileno y los procesos necesarios para fabricar y colorear los tejidos, los investigadores descubrieron que se requeriría menos energía para producir textiles de polietileno, en comparación con el poliéster y el algodón.

"El polietileno tiene una temperatura de fusión más baja, por lo que no es necesario calentarlo tanto como otros materiales de polímero sintético para hacer hilo, por ejemplo, "Explica Boriskina." La síntesis de polietileno crudo también libera menos gases de efecto invernadero y calor residual que la síntesis de materiales textiles más convencionales como el poliéster o el nailon. El algodón también ocupa mucha tierra, fertilizante, y agua para crecer, y se trata con productos químicos agresivos, todo lo cual viene con una enorme huella ecológica ".

En su fase de uso, La tela de polietileno también podría tener un impacto ambiental menor, ella dice, ya que se necesitaría menos energía para lavar y secar el material en comparación con el algodón y otros textiles.

"No se ensucia porque nada se le pega, "Dice Boriskina." Podrías lavar polietileno en el ciclo frío durante 10 minutos, versus lavar algodón en el ciclo caliente durante una hora ".

El equipo está explorando formas de incorporar telas de polietileno en materiales livianos, ropa deportiva de enfriamiento pasivo, atuendo militar, e incluso trajes espaciales de última generación, como escudos de polietileno contra la dañina radiación de rayos X del espacio.