科学探索|科学家开发出一种将棉花回收成新织物的方法

我们中的许多人都试图回收我们的旧纺织品 , 但我们中很少有人知道 , 这些纺织品实际上很难再利用且无论如何最终都会进入垃圾填埋场 。现在 , 瑞典隆德大学的科学家们已经开发出一种方法 , 它将棉花转化为糖 , 而糖又可以转化为有价值的产品--包括氨纶、尼龙和乙醇 。

科学探索|科学家开发出一种将棉花回收成新织物的方法
文章图片


【科学探索|科学家开发出一种将棉花回收成新织物的方法】据估计 , 全世界每年有2500万吨的棉纺织品被丢弃 。如果把不同的类型加起来 , 总共有1亿吨的纺织品被丢弃 。在瑞典 , 大部分材料直接进入焚烧炉 , 成为地区供暖 。在其他地方 , 情况甚至更糟 , 因为旧衣服通常最终会被填埋 。
“考虑到棉花是一种可再生资源 , 这并不是特别节能 , ”隆德大学化学工程的研究员Edvin Ruuth说道 , “一些织物仍然有如此强大的纤维 , 它们可以被重新使用 。今天是这样做的 , 将来可能会做得更多 。但很多被丢弃的织物的纤维太短 , 无法再利用 , 而且所有的棉花纤维迟早会变得太短 , 无法进行被称为纤维再生的过程 。”
在Edvin Ruuth工作的地方即隆德的化学工程系 , 积累了大量关于使用微生物和酶等将生物质中 “较硬”的碳水化合物转化为较简单分子的知识 。这意味着 , 从生物废料和黑液到秸秆和木屑 , 都可以成为生物乙醇、沼气和化学品 。
现在 , 研究人员也成功地将棉花中的植物纤维--纤维素--分解成更小的成分 。然而这次没有微生物或酶的参与;相反 , 该过程涉及将织物浸泡在硫酸中 。其结果是一种透明、深色、琥珀色的糖溶液 。
Ruuth指出:“秘密在于找到温度和硫酸浓度的正确组合 。” 。据悉 , 他跟博士生Miguel Sanchis-Sebastiá和教授Ola Wallberg一起对“配方”进行了微调 。
Ruuth表示 , 葡萄糖是一种非常灵活的分子并有许多潜在的用途 。“我们的计划是生产化学品 , 这些化学品反过来可以成为各种类型的纺织品 , 包括氨纶和尼龙 。另一个用途可以是生产乙醇 。”
从一张普通的床单中 , 他们提取了5升糖液 , 每升含有相当于33个糖块 。然而你不能把这种液体变成软饮料 , 因为它还含有腐蚀性的硫酸 。
挑战之一是要克服棉花纤维素的复杂结构 。
“棉花的独特之处在于其纤维素具有很高的结晶度 。这使得化学品难以分解并重新使用其成分 。此外 , 还有大量的表面处理物质、染料和其他污染物必须被去除 。而且在结构上 , 一条毛圈毛巾和一条旧牛仔裤是非常不同的 , ”Ruuth说道 , “因此 , 要找到合适的酸浓度、合适的处理阶段数量和温度是一个非常微妙的过程 。”
Ruuth表示 , 对纯棉进行水解的概念本身并不新鲜 , 它早在19世纪被发现 。困难在于如何使这一过程有效、经济上可行并具有吸引力 。
Ruuth说道:“许多尝试的人最终没有利用很多棉花 , 而其他人做得更好 , 但成本和环境影响却不可持续 。”
当他一年前开始用织物制作葡萄糖时 , 回报率是微不足道的百分之三到四 。现在他和他的同事已经达到了90%之多 。
一旦配方完成 , 它的使用将变得既相对简单又便宜 。