업사이클링 방식으로 섬유 쓰레기를 기능성 코팅재로 전환

Apr 24, 2024

인도 남부의 의류 제조 현장 밖에 버려진 직물 조각. 제조 과정과 소비 후 생산된 폐기 직물의 상당 부분은 고형 폐기물이 되어 소각되거나 매립됩니다.

직물을 보다 지속 가능하게 만들기 위한 노력의 일환으로 연구자들은 오래된 옷을 화학적으로 분해하고 폴리에스터 화합물을 재사용하여 내화성, 항균성 또는 주름 방지 코팅을 만들어 옷과 직물에 적용할 수 있는 새로운 방법을 사용했습니다.

원리 증명 연구는 전 세계 고형 폐기물의 20%를 생성하는 지속 불가능한 섬유, 의류 및 신발 산업에 희망을 제공합니다. 소위 재활용업자라고 불리는 많은 사람들이 아시아와 아프리카 국가에서 직물을 쓰레기로 불법 투기하고 있습니다.

Rebecca Q. Morgan '60년 섬유 과학 및 의류 디자인 교수이자 의류 디자인 디렉터인 Juan Hinestroza는 "우리는 옷이 재활용되거나 재처리된다고 생각하지만 대부분의 경우 실제로는 고형 폐기물로 다른 장소로 보내집니다."라고 말했습니다. 생활과학대학 섬유나노기술연구실. "우리의 주요 목표는 이 물질을 재사용할 수 있는 경로를 제공하는 것입니다."

Industrial & Engineering Chemistry Research 저널에 3월 30일에 게재된 "염색된 폴리에스테르 직물을 구리-1, 4-벤제디카르복실레이트 금속-유기 구조로 업사이클링"이라는 논문은 직물을 조각으로 자르고 화학적으로 분해하여 수프를 만드는 과정을 설명합니다. 원료, 염료, 첨가제, 먼지 및 에스테르. 금속 용액이 추가되고 폴리에스터의 빌딩 블록은 금속과 친화력을 공유하며 선택적으로 금속 화합물을 연결하여 수프 바닥에 가라앉는 작은 케이지(금속-유기 골격이라고 함)를 형성합니다.

형성된 케이지는 코팅을 만드는 데 사용되며, 특정 용도에 맞게 약간의 구조적 조정이 필요할 수 있습니다. 여기에는 주름이 지지 않는 영구 프레스 셔츠를 만드는 코팅, 항균 수술용 가운이나 스크럽, 난연성 보호가 필요한 유아복이나 산업용 의류가 포함될 수 있습니다.

Hinestroza는 "내 연구실의 목표 중 하나는 이러한 모든 목적을 충족할 수 있는 보편적인 코팅을 만드는 것입니다. 하지만 아직 갈 길이 멀다"고 말했습니다.

인간 중심 디자인 분야의 박사과정 학생인 고예린(Yelin Ko)이 논문의 첫 번째 저자입니다. 이 연구 이전에 일부 사람들은 혼합물의 염료와 불순물이 공정을 방해할 것이라고 믿었지만 제어된 결정화라고 알려진 이 방법의 원리 증명은 폴리에스테르 유래 링커가 금속을 찾아 부착할 수 있음을 보여줍니다. 다른 존재하는 물질에도 불구하고 용액에 있는 화합물.

이 연구는 폐기된 재료를 재사용하고 순환 경제에 기여할 수 있는 폐쇄 루프 프로세스를 설명합니다. 이는 코넬의 많은 지속 가능성 연구자들이 초점을 맞추고 있다고 Hinestroza는 말했습니다.

공동 저자로는 예술과학대학의 화학 및 화학 생물학 조교수인 Phillip Milner와 Milner 연구실의 박사 과정 학생인 Tyler Azbell이 있습니다.

이 연구는 국립과학재단(National Science Foundation)의 일부 자금 지원을 받았습니다.

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