이 새로운 직물 코팅은 옷 세탁으로 인한 미세 플라스틱 오염을 대폭 줄일 수 있습니다: 토론토 대학교 엔지니어링 연구원은 세탁 주기 동안 미세 플라스틱 섬유가 떨어지는 것을 방지하기 위한 직물 마감을 연구하고 있습니다

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코팅되지 않은(왼쪽 상단, 오른쪽) 및 코팅된(왼쪽 하단, 오른쪽) 나일론-6,6 직물의 XNUMX회 세탁 후 주사 전자 현미경으로 촬영한 이미지. 신용 이미지: 수딥 라히리

코팅되지 않은(왼쪽 상단, 오른쪽) 및 코팅된(왼쪽 하단, 오른쪽) 나일론-6,6 직물의 XNUMX회 세탁 후 주사 전자 현미경으로 촬영한 이미지. 신용 거래
이미지: 수딥 라히리

요약 :
케빈 골로빈(Kevin Golovin) 교수가 이끄는 토론토 공대(University of Toronto) 공대 연구팀은 합성 섬유로 만든 옷을 세탁할 때 흘리는 미세 플라스틱 섬유의 양을 줄이기 위한 솔루션을 설계했습니다.

이 새로운 직물 코팅은 옷 세탁으로 인한 미세 플라스틱 오염을 크게 줄일 수 있습니다. 토론토 대학 공학 연구원들은 세탁 주기 동안 미세 플라스틱 섬유가 떨어지는 것을 방지하기 위해 직물 마감 작업을 하고 있습니다.

캐나다 토론토 | 게시일: 27년 2023월 XNUMX일

패스트 패션(환경에 막대한 비용을 들여 싸게 만든 의류를 대량으로 생산하는 산업)에 휩싸인 세상에서 이제 의류의 XNUMX분의 XNUMX 이상이 합성 섬유로 만들어집니다.

나일론, 폴리에스터, 아크릴, 레이온 등의 합성 섬유로 만든 옷을 세탁기로 세탁할 때 세탁 주기에 따른 마찰로 인해 천에 미세한 찢어짐이 발생합니다. 이러한 찢어짐으로 인해 길이가 500마이크로미터 미만인 미세 플라스틱 섬유가 끊어져 세탁물 배수구를 따라 수로로 유입됩니다.

미세 플라스틱이 바다와 민물 호수 및 강에 들어가면 입자를 제거하기 어렵고 완전히 분해되는 데 수십 년 이상이 걸립니다. 수역에 이 잔해물이 축적되면 해양 생물을 위협할 수 있습니다. 또한 음식과 수돗물에 존재하는 인간 먹이 사슬의 일부가 될 수 있으며 아직 명확하지 않은 인간 건강에 미치는 영향이 있습니다.

전 세계 정부는 합성 섬유 세탁으로 인한 오염을 최소화하는 방법을 찾고 있습니다. 한 가지 예는 세탁기 필터로, 미세 플라스틱 섬유가 수로에 유입되는 것을 막는 주요 해결책으로 등장했습니다. 온타리오 주의회 의원들은 주의 새 세탁기에 필터를 요구하는 법안을 도입했습니다.

Golovin은 “하지만 전 세계 정부가 하고 있는 일을 보면 애초에 미세 플라스틱 섬유 생성을 막는 경향이 없습니다.”라고 말합니다.

"우리 연구는 다른 방향으로 나아가고 있습니다. 즉, 임시방편으로 문제를 해결하는 것이 아니라 실제로 문제를 해결하는 것입니다."

Golovin과 그의 팀은 PDMS(Polydimethylsiloxane) 브러시로 만든 XNUMX층 코팅을 만들었습니다. PDMS 브러시는 나노스케일 표면층을 형성하기 위해 기판에서 성장한 선형 단일 폴리머 사슬입니다.

팀이 수행한 실험에 따르면 이 코팅은 반복 세탁 후 나일론 의류의 극세사 벗겨짐을 크게 줄일 수 있습니다. 연구원들은 Nature Sustainability에 발표된 새로운 논문에서 연구 결과를 공유합니다.

Golovin은 "저희 연구실에서는 유리와 금속을 비롯한 다른 표면에 이 코팅을 적용하는 작업을 몇 년 동안 해왔습니다."라고 말합니다. "우리가 관찰한 특성 중 하나는 마찰이 매우 적다는 것을 의미하는 매우 미끄럽다는 것입니다."

PDMS는 많은 가정용 제품에서 발견되는 실리콘 기반 유기 폴리머입니다. 샴푸에 들어 있으면 머리카락이 윤기 있고 미끄러워집니다. 또한 병에 담을 때 액체가 거품을 일으키는 것을 방지하기 위해 오일의 식품 첨가물로도 사용됩니다.

Golovin 연구실의 박사 후 연구원이자 이 연구의 주 저자인 Sudip Kumar Lahiri 박사는 PDMS 기반 직물 마감으로 세탁 주기 동안 발생하는 마찰을 줄일 수 있다면 섬유가 서로 마찰되는 것을 막을 수 있다는 생각을 했습니다. 그리고 세탁하는 동안 끊어집니다.

연구원들이 연구 중에 직면한 가장 큰 문제 중 하나는 PDMS 브러시가 직물에 남아 있도록 하는 것이었습니다. 직물 기술자인 Lahiri는 직물 염료에 대한 이해를 바탕으로 분자 프라이머를 개발했습니다.

Lahiri는 반복 세탁 후에도 염색된 의류를 다채롭게 유지하는 역할을 하는 접착 유형이 PDMS 코팅에도 적용될 수 있다고 추론했습니다.

프라이머나 PDMS 브러시는 미세플라스틱 섬유 흘림을 줄이기 위해 별도로 작동하지 않습니다. 그러나 그들은 함께 90번의 세탁 후 극세사 방출을 XNUMX% 이상 감소시키는 강력한 마감 처리를 만들었습니다.

"PDMS 브러시는 오늘날 사용되는 많은 폴리머와 같이 석유에서 파생되지 않기 때문에 환경 친화적입니다."라고 이 작업으로 Connaught New Researcher 상을 수상한 Golovin은 말합니다.

"Sudip의 프라이머를 추가함으로써 우리의 코팅은 의류에 남을 수 있을 만큼 견고하고 시간이 지남에 따라 극세사 털갈이를 계속해서 줄여줍니다."

PDMS는 자연적으로 소수성(발수성) 물질이기 때문에 연구원들은 코팅된 직물이 땀을 더 잘 흡수할 수 있도록 코팅을 친수성으로 만드는 작업을 현재 진행 중입니다. 연구팀은 또한 폴리에스터 및 합성 섬유 혼방을 포함하여 나일론 직물을 넘어 연구를 확장했습니다.

Golovin은 “많은 직물이 여러 유형의 섬유로 만들어집니다. "우리는 코팅이 모든 섬유에 동시에 내구성 있게 접착될 수 있도록 올바른 폴리머 구조를 공식화하기 위해 노력하고 있습니다."

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연락처 :
파하드 핀토
토론토 대학교 응용 과학 및 공학부
사무실 : 416-978-4498

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