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Tecido do futuro faz-se com sacos plásticos

O polietileno tem sido posto de lado pelos investigadores quando se pensa em têxteis do futuro. Mas um novo desenvolvimento por parte do Massachusetts Institute of Technology (MIT) pode mudar isso, depois de ter sido possível criar tecidos frescos a partir deste material comummente encontrado em sacos de plástico.

[©MIT/Felice Frankel, Christine Daniloff]

Usado em filme polimérico para envolver alimentos e fabricar sacos de supermercado, o polietileno é fino e leve e pode manter o utilizador mais fresco do que a maior parte dos têxteis porque deixa passar o calor em vez de o aprisionar. Mas o polietileno pode também reter a água e o suor, uma vez que não é capaz de afastar e evaporar a humidade. Esta propriedade tem sido um dos grandes entraves à sua adoção pela indústria da moda.

Investigadores do MIT foram agora capazes de usar polietileno em fibras e fios pensados para afastar a humidade e transformaram os fios em tecidos leves e sedosos que absorvem e evaporam a água.

Também calcularam a pegada ecológica que o polietileno teria se fosse produzido e usado em têxteis. Ao contrário do que se previa, os investigadores estimam que os tecidos de polietileno podem ter um impacto ambiental menor durante o seu ciclo de vida do que os têxteis de algodão ou poliamida.

Os investigadores esperam que os têxteis produzidos com polietileno possam ser um incentivo para reciclar os sacos de plástico e outros produtos de polietileno e transformar o material em têxteis, aumentando assim a sua sustentabilidade ambiental.

«Assim que alguém coloca um saco de plástico no oceano, isso é um problema. Mas esses sacos podem facilmente ser reciclados e se conseguirmos colocar polietileno nuns ténis ou numa camisola com capuz, faria sentido economicamente recolher esses sacos e reciclá-los», afirma Svetlana Boriskina, investigadora no Departamento de Engenharia Mecânica do MIT.

As conclusões foram publicadas no jornal Nature Sustainability.

Afastar a humidade

Uma molécula de polietileno tem uma estrutura de átomos de carbono, cada um ligado a um átomo de hidrogénio. A estrutura simples, repetida muitas vezes, forma uma arquitetura semelhante ao Teflon que resiste a ligar-se a moléculas de água e outras.

«Toda a gente dizia que o polietileno pode manter-nos frescos, mas não podia absorver a água e o suor porque rejeita a água e, por causa disso, não poderia funcionar como têxtil», explica Svetlana Boriskina.

Svetlana Boriskina [©MIT]
Ainda assim, ela e os colegas tentaram criar fibras passíveis de ser fiadas com polietileno. Começaram com polietileno numa forma de pó bruto e usaram equipamentos convencionais do têxtil para extrudir o polietileno em fibras finas. Verificaram que o processo de extrusão oxidava ligeiramente o material, mudando a energia superficial da fibra, por isso o polietileno tornava-se ligeiramente hidrofílico e capaz de atrair moléculas de água.

A equipa usou outra tecnologia convencional para juntar múltiplas fibras de polietileno e, assim, obter um fio capaz de ser tecido. Perceberam que, no fio, os espaços entre as fibras formavam capilaridades através das quais as moléculas de água podem ser absorvidas de forma passiva assim que são atraídas para a superfície de uma fibra.

Para otimizar esta nova capacidade de afastar humidade, os investigadores modelaram as propriedades das fibras e concluíram que fibras de um certo diâmetro, alinhadas em direções específicas no fio, melhoravam a capacidade das fibras de afastar a humidade.

Com base nisso, criaram um fio de polietileno com dimensões e ajustes de fibras mais otimizados e usaram um tear industrial para o transformar em tecido. Testaram a capacidade de afastar a humidade do tecido de polietileno em comparação com o algodão, poliamida e poliéster colocando tiras dos tecidos em água e medindo o tempo que demorava o líquido a secar ou a subir em cada tira. Também colocaram cada tecido numa balança sobre uma única gota de água e mediram o seu peso ao longo do tempo, à medida que a água se dispersava no tecido e evaporava.

Em todos os testes, os tecidos de polietileno afastaram e evaporaram a água mais rápido do que os outros tecidos comuns. Os investigadores observaram que o polietileno perdeu parte da sua capacidade de atrair água com as repetidas imersões em água, mas através da aplicação de uma simples fricção, ou ao expor a luz ultravioleta, induziram o material a tornar-se hidrofílico novamente.

«É possível refrescar o material ao esfregá-lo e dessa forma mantém as suas propriedades de afastar a humidade», assegura Svetlana Boriskina. «Pode continuamente e passivamente afastar a humidade», sublinha.

Ciclo ecológico

A equipa também encontrou uma forma de incorporar cor em tecidos de polietileno – um desafio devido à resistência do material em ligar-se com outras moléculas, incluindo os corantes tradicionais. Os investigadores acrescentaram partículas de cor no polietileno em pó antes de extrudir o material. Dessa forma, as partículas ficam encapsuladas com as fibras, incorporando cor com sucesso.

«Não precisamos de usar o processo tradicional de tingir têxteis de mergulhá-los em soluções com químicos agressivos. Podemos colorir as fibras de polietileno de uma forma completamente seca e, no final do seu ciclo de vida, podemos derreter, centrifugar e recuperar as partículas para usar de novo», esclarece a investigadora do MIT.

Este processo contribui para uma pegada ambiental relativamente pequena. A equipa calculou esta pegada através de uma ferramenta habitualmente utilizada para avaliar o ciclo de vida na indústria têxtil. Tendo em conta as propriedades físicas do polietileno e os processos necessários para fabricar e colorir os tecidos, os investigadores concluíram que necessita de menos energia em comparação com poliéster ou algodão.

Shirley Meng [©Wikipedia]
«O polietileno tem uma temperatura de fusão mais baixa, por isso não é preciso aquecer tanto como outros materiais polímeros sintéticos para fazer o fio», adianta Svetlana Boriskina. «A sintetização de polietileno em bruto também emite menos gases com efeito de estufa e desperdiça menos calor que a sintetização de materiais têxteis mais convencionais, como o poliéster ou a poliamida. Já o algodão exige muito solo, fertilizantes e água para crescer e é tratado com químicos agressivos, que em conjunto criam uma enorme pegada ecológica», acrescenta.

Na sua fase de uso, os tecidos de polietileno podem também ter impacto mais reduzido, admite a investigadora, uma vez que exige menos energia para lavar e secar o material em comparação com algodão e outros têxteis.

«Não fica sujo porque nada se pega. Pode-se lavar o polietileno num ciclo frio de 10 minutos em comparação com a lavagem de algodão em ciclo quente durante uma hora», aponta Svetlana Boriskina.

«Embora seja uma conclusão surpreendente, penso que a conceção das experiências e os dados são bastante convincentes», realça a investigadora, citada no comunicado do MIT, Shirley Meng, investigadora de materiais na Universidade da Califórnia em San Diego, que não está envolvida na investigação. «Com base nos dados apresentados no trabalho, este tecido de polietileno apresenta propriedades superiores às do algodão. O principal ponto é que o polietileno reciclado pode ser usado para fabricar têxteis, um produto com um valor significativo. Esta é uma peça perdida da reciclagem de polietileno e da economia circular», garante.

A equipa de investigadores, que além do MIT inclui a Universidade de Turim, em Itália, o U.S. Army Combat Capabilities Development Command Soldier Center, o Dana Farber Cancer Institute, o italiano Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, a Agência de Defesa de Tecnologia e Qualidade da Coreia do Sul e o Instituto Monterrey de Tecnologia e Educação Superior do México, está agora a explorar formas de incorporar tecidos de polietileno em vestuário de desporto leve e com arrefecimento passivo, vestuário militar e até a próxima geração de fatos espaciais, já que o polietileno protege contra os raios-X perigosos no espaço.