موفقیت دانشمندان در ساخت پارچه‌هایی که بدون شوینده تمیز می‌شوند

پژوهشگران علم مواد در چین موفق شده‌اند نوعی پوشش پیشرفته برای پارچه‌ها طراحی کنند که می‌تواند از چسبیدن لکه‌های غذا، روغن و آلودگی به سطح لباس جلوگیری کند و در نتیجه امکان تمیز شدن لباس‌ها را تنها با آب و بدون نیاز به مواد شوینده فراهم سازد. بر اساس برآوردهای این تحقیق، این فناوری می‌تواند مصرف آب و انرژی در فرآیند شست‌وشوی خانگی را بیش از ۸۰ درصد کاهش دهد.

در این رویکرد، به جای بهبود مواد شوینده یا ماشین‌های لباسشویی، ساختار سطح پارچه تغییر داده شده است. چونگلینگ چِنگ از دانشگاه جنوب شرق و دایانگ وانگ از دانشگاه جیلین، از پژوهشگران این پروژه، توضیح داده‌اند که هدف اصلی این بوده است که «لکه‌ها از ابتدا نتوانند به سطح پارچه بچسبند». به گفته آن‌ها، نتیجه این طراحی آن است که بسیاری از لکه‌های رایج تنها با یک آبکشی ساده و بدون استفاده از شوینده قابل حذف هستند.

در نتیجه، لایه بسیار نازک و پایداری از آب روی سطح پارچه شکل می‌گیرد که پژوهشگران آن را «زره آب مولکولی» (molecular water armor) نامیده‌اند. لایه مانند سد فیزیکی و شیمیایی عمل می‌کند و مانع تماس مستقیم آلودگی‌هایی مانند چربی، غذا، عرق و میکروارگانیسم‌ها با الیاف پارچه می‌شود. در چنین شرایطی، لکه‌ها اتصال ضعیف‌تری به سطح دارند و به‌راحتی با جریان آب جدا می‌شوند.

پژوهشگران تأکید می‌کنند این مکانیسم با پارچه‌های ضدآب معمولی متفاوت است؛ زیرا در پارچه‌های ضدآب، آب صرفاً از سطح دفع می‌شود، اما در اینجا لایه‌ای فعال وجود دارد که به پاک شدن آلودگی کمک می‌کند.

برای ارزیابی کارایی این پوشش، محققان آن را با شست‌وشوی معمولی مقایسه کردند. پارچه‌های آلوده به موادی مانند کچاپ، روغن و سس سویا هم با شوینده و هم با آب ساده شسته شدند. نتایج نشان داد پارچه‌های پوشش‌داده‌شده حتی با یک بار آبکشی ساده، عملکردی برابر یا در برخی موارد بهتر از شست‌وشوی معمولی با شوینده دارند، به‌ویژه در مورد لکه‌های روغنی.

همچنین بررسی فاضلاب حاصل از شست‌وشو نشان داد این پوشش می‌تواند به‌طور قابل توجهی از آزاد شدن میکروپلاستیک‌ها جلوگیری کند، زیرا ذرات ریز در ساختار لایه‌ای آن به دام می‌افتند و وارد آب خروجی نمی‌شوند.

بر اساس محاسبات انجام‌شده، استفاده از این فناوری می‌تواند مصرف آب و برق در فرآیند شست‌وشو را بیش از ۸۲ درصد کاهش دهد. با وجود اینکه تولید این نوع پارچه‌ها در حال حاضر هزینه بیشتری نسبت به منسوجات معمولی دارد، طبق برآورد پژوهشگران، این هزینه می‌تواند طی حدود ۱۵ چرخه شست‌وشو جبران شود.

تاثیر پوشش به کاهش لکه‌ها محدود نمی‌شود و پارچه‌های پوشش‌داده‌شده دارای خاصیت ضدباکتری و ضدقارچ نیز هستند. این ویژگی احتمالاً ناشی از همان لایه «زره آب مولکولی» است که مانع چسبیدن میکروب‌ها، سلول‌های پوستی و عرق به سطح پارچه می‌شود. در نتیجه، با یک آبکشی ساده می‌توان بوی نامطبوع را از بین برد و همچنین از رشد کپک یا قارچ در زمان نگهداری طولانی لباس جلوگیری کرد.

با وجود نتایج امیدوارکننده، پژوهشگران تأکید می‌کنند که پذیرش این فناوری در سطح مصرف‌کننده ممکن است با چالش روبه‌رو شود. بسیاری از افراد کف و بوی شوینده را نشانه تمیزی می‌دانند، در حالی که این عوامل الزاماً شاخص واقعی بهداشت نیستند. پژوهشگران در این‌باره گفته‌اند: «برای جلب اعتماد عمومی، به شواهد شفاف، آزمایش‌های مستقل و نمایش‌های عملی نیاز است.»

فناوری در حال حاضر در مرحله اثبات مفهوم قرار دارد. آزمایش‌های اولیه نشان داده‌اند این پوشش از نظر تماس با پوست ایمن است و عملکرد خود را در بیش از ۱۰۰ چرخه شست‌وشو حفظ می‌کند. همچنین به دلیل ضخامت نانومتری آن، انتظار نمی‌رود تغییری در بافت یا قابلیت تنفس پارچه ایجاد شود.

با این حال، پژوهشگران تأکید دارند که گام بعدی، آزمون‌های گسترده‌تر در شرایط واقعی مصرف و همچنین ارزیابی‌های مستقل ایمنی، دوام و اثرات زیست‌محیطی است تا امکان تبدیل این فناوری به محصول تجاری قابل اعتماد فراهم شود.

پژوهش توسط گروهی از دانشمندان دانشگاه جنوب شرق چین و دانشگاه جیلین انجام شده و نتایج آن در ژورنال Communications Chemistry منتشر شده است.