Atık tekstil malzemelerinden su geçirmez kaplama üretebilen yeni bir teknik geliştirildi. Bu yöntem, genellikle sert kimyasallar ve kanserojenler içeren mevcut kaplamalardan çok daha güvenli olup hem insan sağlığı hem de çevre için daha zararsız bir alternatif sunuyor.
Cornell Üniversitesi’nden, İnsan Ekolojisi Fakültesi’nde Fiber Bilimi ve Giyim Tasarımı Profesörü Juan Hinestroza liderliğindeki bir araştırma grubu, düşük sıcaklıkta süperhidrofobik (su geçirmez) kaplama sentezi için yeni bir teknik geliştirdi.
“Bir parça kıyafeti çöplükten kurtarabilirsek bu bizim için bir başarıdır.” diyen Hinestroza, Amerikalıların yılda kişi başına 80 ila 100 pound kıyafet attığını belirtti.
Araştırma grubunun geliştirdiği metal-organik yapı (MOF) kaplaması, oda sıcaklığında daha çevre dostu çözücüler olan su ve etanol kullanılarak sentezlenebiliyor. Ayrıca, enerji yoğun ayrıştırma ve saflaştırma işlemlerine gerek kalmadan doğrudan atık tekstiller üzerinde uygulanabiliyor.
Çalışmanın ilk yazarı, fiber bilimi alanında doktora öğrencisi olan Yelin Ko. “UiO-66 Esinli Süperhidrofobik Kaplamalar: Atık Polyester/Spandex Tekstillerden Üretim” başlıklı makale, ACS Applied Materials and Interfaces dergisinde yayımlandı. Hinestroza kıdemli yazar olarak yer alırken, İnsan Merkezli Tasarım Bölümü’nden fiber bilimi doçenti Tamer Uyar da diğer yazar olarak katkıda bulundu.
Bu araştırma, 2023’te yayımlanan eski kıyafetlerin kimyasal olarak parçalanarak, yangına dayanıklılık, antibakteriyel özellikler veya kırışıklık önleme gibi potansiyel uygulamalara sahip MOF parçacıkları oluşturmak için polyester bileşiklerinin yeniden kullanılabileceğini gösteren çalışmanın bir devamıdır. Yeni çalışma, bu kavramın doğrudan uygulanmasını hedeflemektedir.
Bu çalışmada, 1990’larda kimyager Omar Yaghi tarafından öncülük edilen ve Hinestroza’nın 2000’lerin sonlarında Savunma Bakanlığı tarafından finanse edilen bir projede birlikte çalıştığı metal-organik kafesler (MOF’lar) sentezlendi. Kullanılmayan polyester tekstiller, kimyasal olarak ayrıştırılarak, polyesterin molekülleri, monomerleri, boyalar, katkı maddeleri ve genellikle kullanılmış giysilerle ilişkili kirler içeren heterojen bir karışıma dönüştürüldü.
Araştırmacılar, atılmış kumaşları alkali bir depolimerizasyon işlemine tabi tutarak, popüler bir MOF olan UiO-66’nın sentezinde bilinen bir bağlayıcı olan disodyum tereftalat ürettiler. Farklı miktarlarda etanol kullanarak deneyler yaptılar ve az miktarda etanol ile polyester ve spandeks substratının üzerine monte edilen UiO-66’nın süperhidrofobik davranış sergilediğini keşfettiler.
Grup, spandeks parçalarının, normalde hidrofilik olan MOF yapısını değiştirerek hidrofobik hale getirdiğini buldu. Ayrıca, UiO-66 malzemesi tekrar tekrar yıkama ve aşındırmaya maruz kaldı ve su direncini korudu.
Grup, bu teknolojinin, tekstil üretiminde zararlı kimyasallara olan bağımlılığı azaltmanın bir yolu olduğunu belirtti.
“Florlanmış kaplamalar, diğer adıyla ‘sonsuz kimyasallar’ için alternatifler bulmalıyız.” dedi Uyar. “Bu çalışma, ‘sonsuz kimyasallara’ bel bağlamak yerine tekstil atıklarını geri dönüştürerek su itici ve kendi kendini temizleme özellikleri dahil olmak üzere fonksiyonel kaplamaların nasıl elde edilebileceğini gösteriyor.”
Hinestroza ise çalışmanın en önemli yönünün “geri dönüştürme” olduğunu vurguladı.
“Markaları ya da üreticileri suçlamak kolay ancak sonuçta siz tüketmezseniz onlar üretmez.” dedi. “Ve tüketilmeyen her şey çöpe atılıyor. Çöp kutularımızda bu sorunun sona erdiğine inanmak istiyoruz ama gerçek öyle değil.”
Kaynaklar:
- phys.org/news/2024-10-temperature-synthesis-technique-upcycled-textile
- Yelin Ko et al, UiO-66 Inspired Superhydrophobic Coatings Fabricated from Discarded Polyester Spandex Textiles, ACS Applied Materials & Interfaces (2024).
Hazırlayan: Selin Karavul – Çukurova Üniversitesi Fizik Bölümü Öğrencisi
