Однако они также обнаружили, что процесс требует дополнительных этапов, если смесовая ткань была окрашена или обработана химическими веществами, повышающими устойчивость к образованию морщин.

"Мы можем отделить весь хлопок от смеси хлопка и полиэстера, что означает, что теперь у нас есть чистый полиэстер, который можно перерабатывать", - сказала автор исследования Соня Салмон, адъюнкт-профессор текстильной инженерии, химии и естественных наук в штате Северная Каролина. "На свалке полиэстер не разлагается, а разложение хлопка может занять несколько месяцев или больше. Используя наш метод, мы можем отделить хлопок от полиэстера менее чем за 48 часов".

По данным Агентства по охране окружающей среды США, потребители ежегодно выбрасывают на свалки в США около 11 миллионов тонн текстильных отходов. Исследователи хотели разработать метод отделения хлопка от полиэстера, чтобы каждый составной материал можно было перерабатывать.

В ходе исследования исследователи использовали "коктейль" из ферментов в слабокислом растворе для измельчения целлюлозы в хлопке. Целлюлоза - это материал, который придает структуру клеточным стенкам растений. Идея состоит в том, чтобы измельчить целлюлозу так, чтобы она "выпадала" из смешанной тканой структуры, оставляя несколько крошечных фрагментов хлопкового волокна вместе с глюкозой. Глюкоза является биоразлагаемым побочным продуктом разложения целлюлозы. Затем их процесс включает в себя вымывание глюкозы и отфильтровывание фрагментов хлопкового волокна, оставляя чистый полиэстер.

"Это мягкий процесс - обработка слегка кисловатая, как при использовании уксуса", - сказал Салмон. "Мы также запустили его при температуре 50 градусов по Цельсию, что соответствует температуре горячей стиральной машины.

"Весьма многообещающе, что мы сможем отделять полиэстер до чистого уровня", - добавил Салмон. "Нам еще предстоит проделать некоторую работу, чтобы охарактеризовать свойства полиэстера, но мы думаем, что они будут очень хорошими, потому что условия очень мягкие. Мы просто добавляем ферменты, которые игнорируют полиэфир".

Они сравнили деградацию 100% хлопчатобумажной ткани с деградацией смесей хлопка и полиэстера, а также протестировали ткань, которая была окрашена красными и синими реактивными красителями и обработана стойкими химикатами для прессования. Чтобы расщепить окрашенные материалы, исследователям пришлось увеличить количество времени и используемых ферментов. Для тканей, обработанных прочными химикатами для прессования, они должны были использовать предварительную химическую обработку перед добавлением ферментов.

"Выбранный вами краситель оказывает большое влияние на потенциальную деградацию ткани", - сказала ведущий автор исследования Джинни Иган, аспирантка университета Северной Каролины. "Кроме того, мы обнаружили, что самым большим препятствием на данный момент является стойкое к образованию морщин покрытие. Химический состав, лежащий в основе этого, создает значительный барьер для доступа фермента к целлюлозе. Без предварительной обработки мы добились разложения менее чем на 10%, но после двух доз фермента мы смогли полностью его разложить, что стало действительно захватывающим результатом ".

Исследователи заявили, что полиэстер может быть переработан, в то время как суспензия из фрагментов хлопка может быть ценной в качестве добавки для бумаги или полезного дополнения к композитным материалам. Они также исследуют, можно ли использовать глюкозу для производства биотоплива.

"Суспензия состоит из остаточных фрагментов хлопка, которые сопротивляются очень мощному ферментативному разложению", - сказал Салмон. "Это имеет потенциальную ценность в качестве укрепляющего средства. Что касается глюкозного сиропа, то мы сотрудничаем в проекте, чтобы посмотреть, сможем ли мы подавать его в анаэробный варочный котел для производства биотоплива. Мы бы брали отходы и превращали их в биоэнергию, что было бы намного лучше, чем выбрасывать их на свалку".

Исследование "Ферментативное разделение текстильных волокон для устойчивой переработки отходов" было опубликовано в Ресурсы, окружающая среда и устойчивое развитие. Соавторами были Сиян Ван, Цзялонг Шен, Оливер Баарс и Джеффри Моксли. Финансирование было предоставлено Фондом экологических исследований и образования, корпорацией "Канека" и департаментом текстильной инженерии, химии и естественных наук штата Северная Каролина.