Bolsas de plástico recicladas hacen tejidos sostenibles

El polietileno es uno de los plásticos más comunes en el mundo, pero rara vez se encuentra en la ropa porque no puede absorber ni arrastrar el agua. (Imagínese usando una bolsa de plástico; se sentiría muy incómodo muy rápidamente). Ahora, sin embargo, investigadores en los EE. UU. han desarrollado un nuevo material hilado de polietileno que no solo "respira" mejor que el algodón, el nailon o el poliéster, sino que menor huella ecológica debido a la facilidad con la que se puede fabricar, teñir, limpiar y utilizar.

La industria textil produce alrededor de 62 millones de toneladas de tela cada año. En el proceso, consume enormes cantidades de agua, genera millones de toneladas de desechos y representa entre el 5 y el 10 % de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero, lo que la convierte en una de las industrias más contaminantes del mundo. Las etapas posteriores del ciclo de uso textil también contribuyen al impacto ambiental de la industria. Los textiles hechos de fibras naturales como la lana, el algodón, la seda o el lino requieren cantidades considerables de energía y agua para reciclarse, mientras que los textiles de colores o hechos de materiales compuestos son difíciles de reciclar.

Los investigadores dirigidos por Svetlana Boriskina del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) se propusieron producir una alternativa. Comenzaron derritiendo polietileno de baja densidad en polvo y luego extruyéndolo en fibras delgadas de aproximadamente 18,5 μm de diámetro (medidas mediante microscopía electrónica de barrido y técnicas de imagen de microtomografía computarizada). Este proceso oxida ligeramente la superficie del material para que se vuelva hidrofílico, es decir, atrae moléculas de agua, sin necesidad de un tratamiento químico por separado.

Luego, los investigadores pasaron las fibras a través de una segunda extrusora, creando un hilo hecho de racimos de más de 200 fibras de PE. El proceso de agrupamiento deja espacios entre las fibras individuales del hilo, formando capilares a través de los cuales las moléculas de agua pueden viajar y permitiendo que las tiras de tela tejidas con este hilo absorban la humedad cuando se sumergen en un líquido. Cuando los investigadores midieron cuánto tardaba el líquido en subir por las tiras reactivas, descubrieron que el nuevo material PE era más rápido que las muestras de algodón, nailon y poliéster del mismo tamaño.

Para comprender mejor el proceso de absorción y, por lo tanto, diseñar telas basadas en PE de mayor rendimiento, el equipo modeló la estructura interna del hilo de PE como un ensamblaje infinito de fibras paralelas idénticas con una sección transversal circular, apretadamente empaquetadas en una estructura periódica. Las fibras del hilo están dispuestas en una red hexagonal o cuadrada y el proceso de absorción se produce en la dirección a lo largo del hilo. El modelo predijo que para las fibras que entraron en contacto con el agua en un ángulo de 71,3°, el radio y la porosidad óptimos de la fibra en ambas formas de red serían de 15 a 20 μm y del 45 %.

Además de las prometedoras propiedades de transporte de humedad del nuevo material, los investigadores señalan que se puede teñir de una "forma completamente seca" mediante la incorporación de partículas de color, ya sea de tintes convencionales o colorantes de nanopartículas inorgánicas no convencionales, en el polvo de PE antes de la fusión/ etapas de extrusión. En tal proceso, las partículas de tinte se encapsularían dentro de las fibras desde el principio, evitando la necesidad de métodos de teñido tradicionales que requieren que las telas se sumerjan en soluciones de productos químicos agresivos. Al final de la vida útil de la tela, las partículas de tinte podrían incluso recuperarse para su reutilización al derretir el material y centrifugarlo.

Los miembros del equipo del MIT afirman que este proceso de teñido en seco ayuda a que el tejido de PE sea más respetuoso con el medio ambiente que los tejidos convencionales. Agregan que el PE tiene un punto de fusión más bajo que otros materiales poliméricos sintéticos, lo que significa que se puede hilar en hilos a temperaturas más bajas. La síntesis de PE a partir de materias primas también libera menos gases de efecto invernadero y calor residual que la producción de poliéster o el cultivo de algodón. Este último, especialmente, requiere mucha tierra, fertilizante y agua.

Puertas textiles radiación infrarroja para mantenerse fresco

La tela de PE también puede tener un menor impacto ambiental mientras se usa porque es más fácil de lavar y secar que otros textiles. “No se ensucia porque no se le pega nada”, dice Boriskina. "Puedes lavar el polietileno en el ciclo frío durante 10 minutos, en lugar de lavar el algodón en el ciclo caliente durante una hora". Incluso se puede "refrescar" frotándolo contra sí mismo o exponiéndolo a la luz ultravioleta, un proceso que también ayuda a mantener sus propiedades hidrofílicas.

Los investigadores dicen que ahora están explorando formas de incorporar telas de PE en ropa deportiva y uniformes militares livianos y que refrescan pasivamente. Los trajes espaciales podrían ser otra posibilidad, agregan, ya que el PE protege contra la radiación dañina.

El tejido PE se describe en Nature Sustainability.