Ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια αυτοκαθαριζόμενη επίστρωση που εμποδίζει λεκέδες από τρόφιμα, λάδια ή βρωμιά να κολλούν στην επιφάνεια των υφασμάτων, κάνοντας τους λεκέδες εύκολους στην αφαίρεση χωρίς απορρυπαντικό ή μεγάλες ποσότητες νερού.
Η επίστρωση δημιουργεί ένα προστατευτικό υπέρλεπτο στρώμα νερού το οποίο οι δημιουργοί της αποκαλούν «μοριακή υδάτινη πανοπλία» και σύμφωνα με τους ερευνητές θα μπορούσε να μειώσει την κατανάλωση νερού και ηλεκτρικής ενέργειας στο πλύσιμο ρούχων κατά περισσότερο από 80%.
Το πλύσιμο ρούχων είναι βασική ανάγκη της καθημερινότητας, όμως έχει σημαντικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα επειδή παράγει τεράστιες ποσότητες λυμάτων. Ένας μόνο κύκλος σε οικιακό πλυντήριο χρησιμοποιεί από 40 έως 60 λίτρα καθαρού νερού ενώ τα απορρυπαντικά που απαιτούνται για την απομάκρυνση των λεκέδων συμβάλλουν στην απελευθέρωση μικροπλαστικών από συνθετικές ίνες και αφήνουν χημικά κατάλοιπα στα λύματα.
Τα καλύτερα απορρυπαντικά και τα πιο αποδοτικά πλυντήρια μειώνουν σταδιακά το οικολογικό αποτύπωμα όμως με περίπου 10 δισεκατομμύρια λίτρα λυμάτων να παράγονται κάθε χρόνο μόνο στην Κίνα από το πλύσιμο ρούχων υπάρχει ανάγκη για επιπλέον λύσεις.
Ο σχεδιασμός
Στη νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Communications Chemistry» οι ερευνητές προσέγγισαν το πρόβλημα από διαφορετική σκοπιά, εστιάζοντας στον σχεδιασμό των ίδιων των υφασμάτων.
«Αντί να βασιζόμαστε στα απορρυπαντικά για να αφαιρέσουμε τη βρωμιά που έχει προσκολληθεί έντονα, τροποποιούμε την επιφάνεια του υφάσματος ώστε οι λεκέδες να μην κολλούν εξαρχής. Έτσι πολλοί συνηθισμένοι λεκέδες μπορούν να αφαιρεθούν μόνο με νερό και με πολύ πιο σύντομο ξέβγαλμα» ανέφεραν οι επιστήμονες υλικών Τσονγκλινγκ Τσενγκ από το κινεζικό Southeast University και ο Νταγιάνγκ Γουάνγκ από το επίσης κινεζικό Jilin University συν-συγγραφείς της έρευνας.
Η ερευνητική ομάδα ψέκασε βαμβακερά, μεταξωτά και πολυεστερικά υφάσματα με εναλλασσόμενα στρώματα θετικά και αρνητικά φορτισμένων πολυμερών. Το πολυστρωματικό φιλμ που δημιουργήθηκε σχημάτισε μια επιφάνεια πλούσια σε σουλφονικές ομάδες — χημικές ενώσεις που περιέχουν θείο — οι οποίες προσελκύουν και οργανώνουν μόρια νερού σε ένα υπέρλεπτο στρώμα πάνω στην επιφάνεια του υφάσματος.
«Περιγράφουμε μερικές φορές αυτό το στρώμα ως μια μοριακή “υδάτινη πανοπλία” που λειτουργεί ως φράγμα ανάμεσα στο ύφασμα και τους ρύπους. Λάδια, λεκέδες τροφών, υπολείμματα ιδρώτα και μικροοργανισμοί δυσκολεύονται να έρθουν σε άμεση και ισχυρή επαφή με την επιφάνεια των ινών. Έτσι οι λεκέδες δεν προσκολλώνται έντονα και μπορούν να απομακρυνθούν μόνο με ροή νερού, χωρίς απορρυπαντικό». Αυτό διαφέρει από τα αδιάβροχα υλικά στα οποία το νερό απλώς κυλά χωρίς να προσφέρει καθαριστική δράση.
Οι ερευνητές απέδειξαν την αποτελεσματικότητα της νέας επίστρωσης συγκρίνοντάς την με συμβατικό πλύσιμο με απορρυπαντικό σε υφάσματα λερωμένα με κέτσαπ, καυτερό λάδι και σάλτσα σόγιας. Η επίστρωση αποδείχθηκε ιδιαίτερα αποτελεσματική στους λιπαρούς επιφανειακούς λεκέδες, ενώ τα υφάσματα καθάρισαν πλήρως με ένα μόνο ξέβγαλμα ισοφαρίζοντας ή και ξεπερνώντας τα αποτελέσματα του πλυσίματος με απορρυπαντικό.
Ανάλυση της μικρής ποσότητας λυμάτων από το ξέβγαλμα έδειξε επίσης ότι η επιπλέον αυτή στρώση μείωσε δραστικά την απελευθέρωση μικροπλαστικών κατά το πλύσιμο, παγιδεύοντας τυχόν σωματίδια μέσα στην ίδια την επίστρωση.
Οικολογικό
Συνολικά η πολυμερική επίστρωση βελτίωσε σημαντικά το περιβαλλοντικό αποτύπωμα της διαδικασίας πλύσης. Η ομάδα υπολόγισε ότι μειώνει την κατανάλωση νερού και ηλεκτρικής ενέργειας κατά περισσότερο από 82% σε σύγκριση με έναν κανονικό κύκλο πλύσης. Από οικονομικής πλευράς τα ανθεκτικά στους λεκέδες υφάσματα είναι ακριβότερα στην παραγωγή από τα συμβατικά όμως οι ερευνητές σημείωσαν ότι το αρχικό κόστος μπορεί να αποσβεστεί σε μόλις 15 πλύσεις, ανάλογα με το κόστος των απορρυπαντικών.
Η επίστρωση συμβάλλει και στην υγιεινή των ρούχων. Τα επεξεργασμένα υφάσματα παρουσίασαν αντιβακτηριακές και αντιμυκητιακές ιδιότητες, πιθανότατα χάρη στη «μοριακή υδάτινη πανοπλία». Η απωθητική επιφάνεια εμποδίζει μικρόβια, ιδρώτα και κύτταρα δέρματος να προσκολληθούν στο ύφασμα, επιτρέποντας την εύκολη απομάκρυνσή τους με ξέβγαλμα. Έτσι ένα γρήγορο μούλιασμα εξαλείφει τις οσμές και αποτρέπει την ανάπτυξη μούχλας που μπορεί να εμφανιστεί κατά τη μακροχρόνια αποθήκευση.
Ωστόσο η πειθώ των καταναλωτών για την αποτελεσματικότητα της τεχνολογίας ενδέχεται να αποτελέσει πρόκληση. «Πολλοί άνθρωποι συνδέουν τον αφρό και το άρωμα του απορρυπαντικού με την καθαριότητα, παρότι αυτά δεν αποτελούν απαραίτητα άμεσες ενδείξεις υγιεινής. Για αυτό πιστεύουμε ότι η εμπιστοσύνη των καταναλωτών θα απαιτήσει σαφείς αποδείξεις, διαφανείς δοκιμές και πρακτικές επιδείξεις» αναφέρουν οι ερευνητές.
Η τεχνολογία βρίσκεται ακόμη στο στάδιο της πειραματικής απόδειξης της ιδέας. Οι προκαταρκτικές δοκιμές της ομάδας έδειξαν ότι η επίστρωση είναι ασφαλής για το δέρμα και παραμένει αποτελεσματική μετά από περισσότερους από 100 κύκλους πλύσης. Λόγω του εξαιρετικά μικρού πάχους της, οι ερευνητές δεν αναμένουν να επηρεάσει την υφή ή τη διαπνοή των ρούχων. Ωστόσο, το επόμενο κρίσιμο βήμα θα είναι η δοκιμή των υφασμάτων από καταναλωτές ώστε να αξιολογηθεί η άνεση και η πρακτικότητά τους στην καθημερινή χρήση.
«Η εμπορική αξιοποίηση θα απαιτήσει επίσης ανεξάρτητες αξιολογήσεις ασφαλείας, πρότυπα αντοχής και ανάλυση του περιβαλλοντικού κύκλου ζωής. Η τρέχουσα μελέτη αποδεικνύει τη βασική επιστημονική αρχή. Η επόμενη πρόκληση είναι να μετατραπεί αυτή η αρχή σε ένα ανθεκτικό, οικονομικό και αξιόπιστο προϊόν για καθημερινή χρήση» αναφέρουν οι ερευνητές.
Naftemporiki.gr
