Un nouveau revêtement de tissu pourrait réduire considérablement la pollution microplastique due au lavage des vêtements

Une équipe de chercheurs en génie de l’Université de Toronto, dirigée par le professeur Kevin Golovin, a conçu une solution pour réduire la quantité de fibres microplastiques qui se détachent lors du lavage des vêtements en tissus synthétiques.

Dans un monde submergé par la mode rapide – une industrie qui produit un volume élevé de vêtements bon marché à un coût immense pour l’environnement – plus des deux tiers des vêtements sont désormais fabriqués à partir de tissus synthétiques.

Lorsque des vêtements fabriqués à partir de tissus synthétiques, tels que le nylon, le polyester, l’acrylique et la rayonne, sont lavés dans des machines à laver, le frottement causé par les cycles de nettoyage produit de minuscules déchirures dans le tissu. Ces déchirures provoquent à leur tour la rupture de fibres microplastiques mesurant moins de 500 micromètres de longueur et leur chemin dans les égouts de blanchisserie pour pénétrer dans les cours d’eau.

Une fois que les microplastiques se retrouvent dans les océans et les lacs et rivières d’eau douce, les particules sont difficiles à éliminer et mettront des décennies ou plus à se décomposer complètement. L’accumulation de ces débris dans les plans d’eau peut menacer la vie marine. Il peut également faire partie de la chaîne alimentaire humaine par sa présence dans les aliments et l’eau du robinet, avec des effets sur la santé humaine qui ne sont pas encore clairs.

Les gouvernements du monde entier ont cherché des moyens de minimiser la pollution résultant du lavage des tissus synthétiques. Un exemple est les filtres de machine à laver, qui sont devenus une solution de premier plan pour empêcher les fibres microplastiques de pénétrer dans les cours d’eau. En Ontario, les députés ont présenté un projet de loi qui exigerait des filtres dans les nouvelles machines à laver de la province.

“Et pourtant, lorsque nous regardons ce que font les gouvernements du monde entier, il n’y a aucune tendance à empêcher la création de fibres microplastiques en premier lieu”, déclare Golovin.

“Notre recherche va dans une direction différente, où nous résolvons réellement le problème plutôt que de mettre un pansement sur la question.”

Golovin et son équipe ont créé un revêtement à deux couches composé de brosses en polydiméthylsiloxane (PDMS), qui sont des chaînes linéaires de polymères uniques développées à partir d’un substrat pour former une couche de surface à l’échelle nanométrique.

Les expériences menées par l’équipe ont montré que ce revêtement peut réduire considérablement la perte de microfibres des vêtements en nylon après des lavages répétés. Les chercheurs partagent leurs découvertes dans un nouvel article publié dans Durabilité naturelle.

“Mon laboratoire travaille avec ce revêtement sur d’autres surfaces, y compris le verre et les métaux, depuis quelques années maintenant”, explique Golovin. “L’une des propriétés que nous avons observées est qu’il est assez glissant, ce qui signifie qu’il a un frottement très faible.”

Le PDMS est un polymère organique à base de silicium que l’on retrouve dans de nombreux produits ménagers. Sa présence dans les shampoings rend les cheveux brillants et glissants. Il est également utilisé comme additif alimentaire dans les huiles pour empêcher les liquides de mousser lors de la mise en bouteille.

Le Dr Sudip Kumar Lahiri, chercheur postdoctoral dans le laboratoire de Golovin et auteur principal de l’étude, a eu l’idée que s’ils pouvaient réduire la friction qui se produit pendant les cycles de lavage avec une finition de tissu à base de PDMS, cela pourrait empêcher les fibres de se frotter. et se casser pendant le lavage.

L’un des plus grands défis auxquels les chercheurs ont été confrontés au cours de leur étude était de s’assurer que les brosses PDMS restaient sur le tissu. Lahiri, ingénieur textile de métier, a développé une amorce moléculaire basée sur sa compréhension des colorants textiles.

Lahiri a estimé que le type de liaison responsable du maintien de la couleur des vêtements teints après des lavages répétés pourrait également fonctionner pour le revêtement PDMS.

Ni l’apprêt ni les brosses PDMS ne fonctionnent séparément pour diminuer la perte de fibres microplastiques. Mais ensemble, ils ont créé une finition solide qui a réduit la libération de microfibres de plus de 90 % après neuf lavages.

“Les brosses PDMS sont respectueuses de l’environnement car elles ne sont pas dérivées du pétrole comme de nombreux polymères utilisés aujourd’hui”, déclare Golovin, qui a reçu un prix Connaught New Researcher pour ce travail.

“Avec l’ajout de l’apprêt de Sudip, notre revêtement est suffisamment robuste pour rester sur le vêtement et continuer à réduire la perte de microfibres au fil du temps.”

Le PDMS étant naturellement un matériau hydrophobe (hydrofuge), les chercheurs travaillent actuellement à rendre le revêtement hydrophile, afin que les tissus enduits puissent mieux évacuer la transpiration. L’équipe a également élargi la recherche pour aller au-delà des tissus en nylon, y compris les mélanges de polyester et de tissus synthétiques.

“De nombreux textiles sont constitués de plusieurs types de fibres”, explique Golovin. “Nous travaillons à formuler la bonne architecture polymère afin que notre revêtement puisse adhérer durablement à toutes ces fibres simultanément.”