Oamenii de știință au inventat un strat autocurățabil care împiedică petele de mâncare, ulei sau murdărie să adere la suprafața unui material textil, făcând petele ușor de îndepărtat fără detergent sau cantități mari de apă. Stratul, care creează un strat protector ultrafin de apă pe care dezvoltatorii săi îl numesc „armură moleculară de apă”, ar putea reduce cu peste 80% consumul de apă și electricitate necesar spălării hainelor în gospodărie, sugerează un nou studiu, citat de Live Science.
Spălarea hainelor este o necesitate de bază a vieții cotidiene, însă spălatul rufelor are o amprentă ecologică uriașă deoarece produce cantități enorme de apă uzată. Un singur ciclu într-o mașină de spălat casnică folosește între 40 și 60 de litri de apă curată, iar detergenții necesari pentru îndepărtarea petelor favorizează eliberarea microplasticelor din fibrele sintetice și lasă reziduuri chimice în apa evacuată.
Detergenții mai buni și mașinile de spălat mai eficiente reduc treptat impactul ecologic, însă, având în vedere că numai în China se generează anual aproximativ 10 miliarde de litri de apă uzată provenită din spălarea hainelor, sunt necesare măsuri suplimentare.
„Multe pete obișnuite pot fi îndepărtate doar cu apă și printr-un proces de clătire mult mai scurt”
În noua lucrare, publicată în revista științifică Communications Chemistry pe 19 martie, cercetătorii au abordat această problemă dintr-o perspectivă complet diferită, concentrându-se asupra proiectării textilelor în sine.
„În loc să ne bazăm pe detergent pentru a îndepărta murdăria puternic aderentă, modificăm suprafața textilă astfel încât petele să nu adere puternic încă de la început”, au declarat pentru Live Science, într-un e-mail comun, cercetătorii în știința materialelor Chongling Cheng de la Southeast University și Dayang Wang de la Jilin University, ambii coautori ai studiului. „Ca rezultat, multe pete obișnuite pot fi îndepărtate doar cu apă și printr-un proces de clătire mult mai scurt.”
„Armură moleculară de apă”
Echipa, formată din cercetători de la Southeast University și Jilin University din China, a pulverizat straturi alternative de polimeri încărcați pozitiv și negativ pe haine din bumbac, mătase și poliester. Filmul multistrat rezultat a format o suprafață bogată în grupări sulfonat — unități chimice care conțin sulf — care atrăgeau și organizau moleculele de apă într-un strat ultrafin pe suprafața materialului.
„Uneori descriem acest strat ca pe o armură moleculară de apă”, au spus Cheng și Wang. „Aceasta acționează ca o barieră între material și contaminanți. Uleiurile, petele alimentare, reziduurile de transpirație și microorganismele întâmpină dificultăți în a intra în contact direct și puternic cu suprafața fibrelor acoperite. Prin urmare, petele aderă mult mai slab și pot fi îndepărtate prin curgerea apei, fără a fi nevoie de detergent.”
Acest lucru contrastează cu materialele impermeabile, care permit pur și simplu picăturilor de apă să se scurgă de pe suprafață, fără a produce un efect de curățare.
Teste pe pete de ketchup, ulei de chili și sos de soia
Cercetătorii au demonstrat performanța superioară de curățare comparând noul strat cu spălarea convențională pe bază de detergent pentru curățarea unor materiale murdărite cu ketchup, ulei de chili și sos de soia.
Stratul s-a dovedit deosebit de eficient pentru aceste pete uleioase de suprafață, iar materialele acoperite au fost curățate cu o singură clătire — egalând sau chiar depășind spălarea cu detergent în ceea ce privește îndepărtarea petelor.
O analiză a cantității mici de apă uzată produse de spălarea prin clătire a arătat, de asemenea, că acest strat suplimentar a redus drastic eliberarea microplasticelor în timpul spălării, reținând eventualele particule desprinse în interiorul stratului protector.
În ansamblu, stratul polimeric a îmbunătățit substanțial impactul ecologic al procesului de spălare; echipa a calculat că acesta a redus consumul de apă și electricitate cu peste 82% comparativ cu un ciclu normal de spălare. Din punct de vedere al costurilor, aceste materiale rezistente la pete sunt mai scumpe de produs decât textilele standard, însă echipa a remarcat că această cheltuială inițială ar putea fi recuperată după numai 15 cicluri de spălare, în funcție de costul detergentului.
Materialele tratate au prezentat efecte antibacteriene și antifungice
Stratul rezolvă și problema igienei rufelor. Materialele tratate au prezentat atât efecte antibacteriene, cât și antifungice, care sunt cel mai probabil legate de bariera creată de armura de apă, au spus Cheng și Wang.
Suprafața repelentă împiedică microbii, transpirația și celulele pielii să adere la material, permițând îndepărtarea lor ușoară prin clătire. Ca rezultat, o înmuiere rapidă elimină complet mirosurile și previne dezvoltarea mucegaiului, care poate apărea în timpul depozitării îndelungate.
Totuși, convingerea consumatorilor de eficiența acestor proprietăți de curățare s-ar putea dovedi dificilă.
„Mulți oameni asociază spuma și parfumul detergentului cu ideea de curățenie, chiar dacă acestea nu reprezintă neapărat măsuri directe ale igienei”, au spus Cheng și Wang. „Prin urmare, ne așteptăm ca încrederea consumatorilor să necesite dovezi clare, teste transparente și demonstrații practice.”
„Armura” e sigură pentru contactul cu pielea și rămâne eficientă după mai mult de 100 de cicluri de spălare
Stratul se află încă în faza de demonstrare a conceptului. Investigațiile preliminare realizate de echipă au sugerat că este sigur pentru contactul cu pielea și rămâne eficient după mai mult de 100 de cicluri de spălare.
Având în vedere grosimea nanometrică a stratului, echipa nu se așteaptă ca acesta să modifice textura sau respirabilitatea hainelor tratate. Totuși, un pas esențial următor va fi ca utilizatorii să testeze materialele pentru a valida confortul și caracterul practic în condiții reale de utilizare.
„Comercializarea va necesita, de asemenea, evaluări independente de siguranță, standarde de durabilitate și analize ale impactului asupra mediului pe întreg ciclul de viață”, au spus Cheng și Wang.
„Studiul nostru actual demonstrează principiul științific central. Următoarea provocare este transformarea acestui principiu într-un produs robust, accesibil și de încredere pentru utilizarea de zi cu zi.”
Ştiri video recomandate
