טכניקה חדשה לעיבוד כימי מפרקת בדים למולקולות שניתנות לשימוש חוזר וכך הופכת בגדים ישנים להזדמנויות חדשות
מיחזור נמצא בכותרות מזה שנים רבות. לא מעט ישראלים החלו להפריד פסולת ביעילות ולעשות שימוש בפחים הירוקים, הכתומים, הסגולים והכחולים שמוצבים ברחבי הארץ. לכולם ברור לאן זורקים קרטון של אריזת קורנפלקס ואיזו פסולת מתאימה לפח כתום, אך פחי מיחזור לבַּדִּים פחות שכיחים. האם המיחזור של בדים יעיל?
אוכלוסיית העולם גדלה, וכך גם שיעורם של בני מעמד הביניים. כך צומחות גם תעשיית האופנה העולמית והררי הפסולת שהיא מייצרת. בגדים רבים נקנים בתור מוצרי אופנה בלבד ונזרקים אחרי כמה חודשים או שנים מעטות. כיום פחות מאחוז אחד מהטקסטיל ממוחזר והופך לבגדים חדשים, ורוב הבגדים המשומשים מגיעים למשרפות או למזבלות. יש לכך השלכות סביבתיות משמעותיות: יותר משליש מהמיקרופלסטיק שמגיע לים מקורו בטקסטיל, ואתרי הפסולת מוצפים בכ-92 מיליון טונות טקסטיל בשנה. תעשיית האופנה צורכת גם כמויות אדירות של מים ואנרגיה, ופולטת גזי חממה ומזהמים כימיים בשיעורים גבוהים.
תת-יחידות מרובות מצטרפות לשרשרת ארוכה ליצירת פולימר. נוסחה כימית ודגם מולקולרי של המונומר של פוליאתילן טרפתלט (PET) | מקור: Bacsica, Shutterstock
המיחזור בימינו
בדים עשויים מחוטים שנארגים יחד ליריעה רציפה. כל חוט מורכב מסיבים סינתטיים או טבעיים רבים מאותו הסוג, או משילוב של כמה סוגים. הסיבים – פוליאסטר, כותנה, ספנדקס (לַיְקְרָה), ניילון ועוד – בנויים ממולקולות ארוכות שנקראות פולימרים. פולי ביוונית פירושו הרבה ומר פירושו יחידה. פוליאסטר הוא אחד הפולימרים הסינתטיים הנפוצים ביותר והוא משמש בתעשיות רבות, ובמיוחד בתעשיית האופנה. הפוליאסטרים הם פולימרים שבנויים מתת-יחידות (מונומרים) שמחוברות זו לזו בקשר אסטרי - קשר לחמצן הקשור לפחמן שאליו קשור חמצן נוסף בקשר קוולנטי כפול - ומכאן השם פוליאסטר. פוליאתילן טרפתלט (PET) הוא הפוליאסטר הנפוץ ביותר: 54 אחוזים מהסיבים המיוצרים בעולם עשויים ממנו. בתעשיית הביגוד הוא משמש בין השאר לייצור בגדים מנדפי זיעה דוגמת Dri-FIT, ובתעשיות אחרות הוא חומר גלם לבקבוקי פלסטיק ומוצרים לעטיפת מזון.
בשיטות מיחזור מסורתיות, שכוללות הפרדה של פסולת לחומרי גלם, קשה להפריד טקסטיל, ובמיוחד מוצרים שעשויים מתערובות של סיבים. לעיתים קרובות, טכניקות עיבוד מכניות סטנדרטיות מזיקות לבד ומביאות ליצירת חומרים באיכות ירודה וכך מגבילות את פוטנציאל השימוש החוזר שלהם. מכאן עולה שיש צורך קריטי בשיטות חדשניות למיחזור טקסטיל.
תערובת סיבים טבעיים ומלאכותיים, כותנה (ירוק) ופוליאסטר (כתום). בד פולי־כותנה בהגדלה תחת המיקרוסקופ | מקור: Power And Syred / Science Photo Library
כך נשפיע על יותר בד
מחקר פורץ דרך שפורסם ב-Science Advances הציג טכניקת עיבוד כימי שיכולה לפרק בדים למולקולות שניתנות לשימוש חוזר, ללא תלות בהרכב החומרים שמהם הבדים עשויים. הגישה הזאת עשויה לחולל מהפכה במיחזור טקסטיל ולספק פתרון למשבר הפסולת שיצרה תעשיית האופנה. התגובה הכימית שהחוקרים פיתחו מבוססת על קרני מיקרוגל וזרז נפוץ, ומפרקת פולימרים סינתטיים לאבני בניין שניתנות לשימוש חוזר.
החוקרים בדקו את התגובה על הרכבי בדים שונים, למשל מאה אחוזים פוליאסטר, פולי־כותנה – 50 אחוזים כותנה ו-50 אחוזים פוליאסטר – תערובות עם פולימרים סינתטיים נוספים, בהם ניילון (פוליאמיד) וספנדקס ואף בליל של טקסטיל בהרכב לא ידוע. 90 אחוזים מהפוליאסטר בבדי פוליאסטר הומרו לתת-היחידות שמרכיבות אותו, מולקולות שאפשר למחזר ישירות וליצור מהן טקסטיל חדש או מוצרי פוליאסטר אחרים. בבדים מעורבים הצליחו החוקרים לפרק פוליאסטר וספנדקס ולשמור על שלמות סיבי הכותנה והניילון, כך שאיכותם לא נפגעת ואפשר להשתמש בהם שוב. עם זאת, בבגדי פוליאסטר צבועים ובבגדי פוליאסטר שמקנים עמידות בפני קרינה על-סגולה או אש, היו חומרים שעיכבו את זרז התגובה ויצרו כמויות נמוכות יותר של מונומר למיחזור, מה שמצביע על הצורך במחקרים נוספים לייעול התהליך.
ייתכן שהיתרון המשמעותי ביותר של הטכניקה החדשה מצוי ביעילותה. בתנאי תגובה אופטימליים משך הזמן שנדרש כדי לפרק טקסטיל פוחת מסדר גודל של ימים ל-15 דקות בלבד, מה שהופך את הטכניקה לחסכונית ביותר. בריאיון לחדשות כתב העת המדעי Nature, מחבר המחקר, דיוניסיוס ולאכוס (Vlachos) מאוניברסיטת דלאוור, ציין שהתהליך יכול להתייעל אף יותר, כך שיתרחש תוך שניות.
להערכת החוקרים השיטה יכולה, אחרי ליטושים נוספים, לאפשר מיחזור של עד 88 אחוזים מהביגוד בעולם. פריצת הדרך הזאת מדגישה את החשיבות של חדשנות בהתמודדות עם אתגרים סביבתיים, מדגישה את הפוטנציאל של המדע להפוך פסולת למשאבים יקרי ערך, וסוללת את הדרך לתעשיית אופנה בת קיימא.
