دانشمندان همواره در پی موادی هستند که در آینده بتوان از آنها به عنوان مواد اولیه تولید پارچه استفاده کرد.

از جمله این مواد میتوان به پلی اتیلن اشاره کرد:

پلی اتیلن به عنوان ماده اولیه برای تولید کیسه های پلاستیکی و بسته بندی مواد غذایی مصرف میشود. اما به دلیل عدم جذب رطوبت و عرق، راحتی پوشش نداشته و نمیتوان از آن به عنوان پوشاک استفاده کرد.

اخیرا مهندسان موسسه فناوری ماساچوست (MIT) درکمبریج، الیاف و نخ های اسپان پلی اتیلن را به گونه ای طراحی کرده اند که قابلیت حذف و از بین بردن رطوبت را دارد. پارچه های تهیه شده از این الیاف نرم و سبک بوده و نسبت به منسوجات معمولی تهیه شده از نخ پنبه و نایلون و پلی استر آب را سریعتر جذب و تبخیر میکند.

همچنین بر خلاف بسیاری از تصورات، آنها پیش بینی میکنند که پارچه های پلی اتیلن تآثیرات مخرب زیست محیطی کمتری از پارچه های پنبه ای و منسوجات نایلونی داشته باشد.

محققان امیداور هستند تولید پارچه های پلی اتیلن بتواند انگیزه کافی برای بازیافت کیسه های پلاستیکی و سایر محصولات پلی اتیلن به منسوجات پوشیدنی ایجاد کند.

خاصیت موئینگی آب

پلی اتن یا پلی اتیلن رایج‌ترین پلاستیکی است که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرد و معمولاً به اختصار PE نوشته می‌شود. ساختار پلی اتیلن از اتصال کربن با کربن که هر کربن با اتم هیدروژن متصل است تشکیل شده است. پلیمر تولید شده از این ملکول ها قابلیت جذب مولکول های آب را ندارد. به همین دلیل هست که در نظر همه پلی پروپیلن قابلیت گرمایش و سرمایش خوبی دارد، اما به دلیل عدم جذب و دفع آب مناسب تولید لباس نیست.

جذب آب از سطح بدن موجب خشک شدن سطح پوست و خنک کردن آن میشود.

دانشمندان MIT، پودر خام پلی اتیلن را با استفاده از اکسترودر و تجهیزات استاندارد به صورت مذاب درآورده و به صورت الیاف نازک ریسیدند. در طی این فرآیند سطح الیاف کمی اکسید شده به طوری که آبدوست میشود و قابلیت جذب مولکول های آب را پیدا میکند سپس با استفاده از یک اسکترودر دوم چندین دسته از الیاف پلی اتیلن را در کنار هم قرار داده و نخ قابل بافت تولید کردند.

آنها دریافتند که در داخل یک رشته نخ، فضاهای بین الیاف مویرگ‌هایی را تشکیل می‌دهند که از طریق آنها مولکول‌های آب می‌توانند پس از جذب به سطح الیاف از طریق خاصیت موئینگی درون ساختار نخ نفوذ کند.

پس از مدل سازی فرآیند جذب آب درون ساختار نخ، آنها دریافتند که الیافی که با قطر معین در یک جهت خاص درون ساختار نخ آرایش یافته اند، خاصیت موئینگی نخ را افزایش میدهند.

بر اساس مدل‌سازی خود، نخ پلی اتیلن را با آرایش یافتگی منظم تر و بهینه تری را تولید شد.

پارچه تهیه شده از این نخ های بهبود یافته با سایر پارچه های تولید شده از پنبه، نایلون و پلی استر مورد آزمون قرار گرفت و در کمال تعجب مشاده شد که نوار های پارچه ای پلی پروپیلن آب را سریعتر جذب و دفع میکند.

برای انجام میزان موئینگی و جذب آب، نوارهای بافته شده از جنس پنبه، پلی استر، نایلون و پلی اتیلن در ابعاد و گرماژ یکسان را درون آب قرار دادند. در طی زمان یکسان، میزان موئینگی و بالارفتن آب از هر نوار را اندازه گیری کردند.

برای تست تبخیر آب از سطح پارچه، در طی زمان مشخص هر پارچه را به صورت جداگانه روی ترازو قرار داده و وزن آن را در طی این زمان اندازه گیری کردند.

نتایج حاصل نشان میداد که در پایان هر تست، پارچه های پلی اتیلن سریعتر از سایر منسوجات معمولی آب را جذب و تبخیر میکرد.

محققان مشاهده کردند که پلی اتیلن با خیس شدن مکرر مقداری از قابلیت جذب آب خود را از دست میدهد، اما با اعمال مقداری اصطکاک یا قرار دادن آن در معرض نور ماوراء بنفش، دوباره آبدوست میشود.

پارچه های پلی اتیلن به دلیل مقاومت در اتصال به مولکول های دیگر، به صورت سنتی قابلیت رنگرزی ندارند. عدم رنگ پذیری این پارچه ها، یک چالش بزرگ برای استفاده در صنعت پوشاک محسوب میشد.

دانشمندان برای حل این چالش، ذرات رنگ را به پلی اتیلن در حالت پودری اضافه کردند. سپس مخلوط رنگ و پلی اتیلن پودر شده را اکسترود کرده و نخ رنگی با حبس ذرات رنگ داخل الیاف تولید شد.

با در نظر گرفتن خواص فیزیکی پلی اتیلن و فرآیندهای مورد نیاز برای ساخت و رنگ آمیزی پارچه های تولید شده از آن به این روش، محققان دریافتند که تولید منسوجات پلی اتیلن در مقایسه با پلی استر و پنبه به انرژی کمتری نیاز دارد.

از آنجایی که پلی اتیلن دمای ذوب پایینی دارد، لازم نیست برای تولید نخ به اندازه سایر مواد پلیمری مصنوعی به آن حرارت اعمال کرد.

سنتز پلی اتیلن خام نیز نسبت به سنتز سایر مواد نساجی معمولی مانند پلی استر یا نایلون، گازهای گلخانه ای و گرمای کمتری آزاد میکند.

تولید پنبه نیازمند کشت در زمین های وسیع، کود و آب زیادی نیاز دارد و عمل احیا سازی آن نیازمند مواد شیمیایی زیادی است که اثرات زیان باری بر محیط زیست میگذارد.

حتی استفاده از این پارچه ها، موجب صرفه جویی در مصرف انرژی میشود زیرا در مقایسه با پنبه و سایر منسوجات به انرژی کمتری برای شستشو و خشک کردن نیاز دارد.به طور مثال، پارچه پنبه ای نیاز به شست و شو در آب گرم به مدت یکساعت است، اما پارچه های پلی اتیلن با شست شو در آب سرد به مدت10 دقیقه نیز تمیز میشود.