Fibre colorate agiscono come codice a barre ottico per i tessuti colorati
Negli Stati Uniti, circa 15 milioni di tonnellate di tessuti finiscono in discarica o vengono bruciati ogni anno. Questo spreco, che ammonta all’85% dei tessuti prodotti in un anno, è un problema ambientale in crescita. Nel 2022, il Massachusetts è diventato il primo stato degli USA a promulgare una legge che vieta lo smaltimento dei tessuti nella spazzatura, mirando ad aumentare le percentuali di riciclo.
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Tuttavia, il riciclo dei tessuti non è sempre facile. Quelli che non possono essere rivenduti così come sono vengono inviati in impianti per essere classificati per tipo di tessuto. La selezione manuale è intensiva dal punto di vista del lavoro e resa più difficile dall’usura o dalla mancanza di etichette. Tecniche più avanzate che analizzano la chimica del tessuto spesso non sono abbastanza precise per identificare i materiali negli abiti composti da più tessuti, che costituiscono la maggior parte dei vestiti.
Per migliorare questo processo di selezione, un team di ricercatori del Lincoln Laboratory del Massachusetts Institute of Technology (MIT) e dell’Università del Michigan ha sviluppato un nuovo modo di etichettare i tessuti: intrecciando fibre con riflessività ingegnerizzata in essi. Questa fibra è riflettente solo sotto certa luce infrarossa, con le specifiche lunghezze d’onda della luce che la fibra riflette durante la scansione che rivelano il tipo di tessuto che la fibra rappresenta. In sostanza, la fibra funziona come un codice a barre ottico per identificare un prodotto.
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“Avere un modo per identificare facilmente i tipi di tessuto e classificarli mentre passano attraverso [il processo di riciclo] potrebbe aiutare a scalare i processi di riciclo”, afferma Erin Doran, co-autore di un articolo su questo lavoro su Advanced Materials Technologies. “Vogliamo trovare modi per identificare i materiali per un altro uso dopo il ciclo di vita del capo d’abbigliamento.”
Doran è una specialista del tessuto al Defense Fabric Discovery Center (DFDC) del Lincoln Laboratory. Lì lavora con ricercatori del gruppo Advanced Materials and Microsystems per creare “tessuti del futuro” integrando fibre con piccola elettronica e sensori.
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All’Università del Michigan, Brian Iezzi, primo autore dell’articolo, stava studiando modi per migliorare la riciclabilità dei tessuti. Il suo lavoro si concentra sull’applicazione della fotonica ai dispositivi a base di fibre. Uno di questi dispositivi è chiamato fibra a colore strutturale, un tipo di fibra fotonica sviluppato per la prima volta al MIT più di 20 anni fa dal team di ricerca di Yoel Fink. Oggi, è una delle competenze del DFDC.
“È una fibra che funziona come uno specchio perfetto”, dice il ricercatore del DFDC Bradford Perkins, coautore dell’articolo. “Stratificando materiali specifici, è possibile progettare questo specchio per riflettere lunghezze d’onda specifiche. In questo caso, vorresti riflessioni a lunghezze d’onda che si distinguono dalle firme ottiche degli altri materiali nel tuo tessuto, che tendono ad essere scure poiché i materiali comuni del tessuto assorbono la radiazione infrarossa.”
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La fibra inizia come un blocco di polimero chiamato preforma. Il team ha attentamente costruito la preforma per contenere oltre 50 strati alternati di acrilico e policarbonato. Questa preforma viene poi riscaldata e tirata come una caramella dalla cima di una torre. Ogni strato finisce per essere meno di un micron di spessore e in combinazione produce una fibra delle stesse dimensioni di un filo convenzionale nei tessuti.
Mentre ogni singolo strato è trasparente, l’accoppiamento dei due materiali fa sì che la fibra riflet
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