Accusé de polluer l'environnement, le polyester pourrait contribuer à le sauver

Juan Hinestroza, professeur Rebecca Q. Morgan '60 de science des fibres et de conception de vêtements, et une équipe multidisciplinaire de chimistes et d'ingénieurs de Cornell ont créé un moyen de décomposer les vieux vêtements en polyester et de réutiliser certains de leurs composés pour fabriquer une variété de nouveaux produits. - et de rompre le cycle de prolifération des déchets textiles.

Il y a plus de dix ans, Juan Hinestroza, expert en textile en cas de décalage horaire, a atterri à Xintang, en Chine, et s'est promené près d'une grande crique. Il a remarqué que l'eau avait une couleur étrange – bleu indigo, provenant de colorants, pigments et finitions hautement toxiques provenant d'une usine textile voisine.

« Les visages des gens étaient bleus. Les maisons étaient bleues. L'air était bleu. Les usines textiles rejettent des contaminants dans les rivières – là où les gens nagent, où ils obtiennent leur eau de boisson et de cuisine », explique Hinestroza, professeur Rebecca Q. Morgan '60 de science des fibres et de conception de vêtements au Collège d'écologie humaine.

Juan Hinestroza dans le bâtiment d'écologie humaine.

«C'est à ce moment-là que j'ai compris que je devais réorienter mes recherches», dit-il. « En tant qu’ingénieur chimiste et chimiste du textile, j’ai réalisé que je pouvais contribuer à résoudre certains de ces problèmes complexes – ils ne disparaissent pas comme par magie. »

Aujourd'hui, Hinestroza et une équipe multidisciplinaire de chimistes et d'ingénieurs de Cornell utilisent une boîte à outils chimique pour nettoyer un autre formidable ennemi environnemental : les déchets textiles en polyester.

L’équipe a créé un moyen de décomposer les vieux vêtements en polyester et de réutiliser certains de leurs composés pour fabriquer des tissus ignifuges, antibactériens ou infroissables – et pour mettre un terme à la prolifération des déchets de vêtements dans les décharges.

Il s'agit d'une approche circulaire conforme au Programme des Nations Unies pour l'environnement, qui a lancé un effort mondial pour mettre fin à la surconsommation de vêtements dans les pays développés. Le nombre de fois où des vêtements sont portés a diminué de 36 % au cours des deux dernières décennies, selon le programme.

En 2015, l’Environmental Protection Agency des États-Unis a estimé que chaque personne aux États-Unis jette plus de 70 livres de textiles par an. Pire encore, selon le rapport, plus de 85 % des déchets textiles finissent dans les décharges.

« À terme, nous allons manquer d’espace », prévient Hinestroza. « Nous allons manquer de pays où nous pouvons envoyer nos déchets textiles. Les conséquences sont assez tristes, mais la solution est possible et elle est en nous-mêmes. »

Perturber le statu quo

Yelin Ko se tient devant le bourdonnement silencieux d’une sorbonne de laboratoire dans le bâtiment d’écologie humaine et fait face à trois agitateurs magnétiques. Elle charge un dé à coudre rempli de bandes colorées de tissus en polyester dans une petite fiole à fond rond puis verse une solution d'hydroxyde de sodium pour recouvrir le textile.

Avec de l'agitation, un peu de chaleur, de l'éthanol et de l'eau de refroidissement, ces minuscules morceaux de tissu en polyester – faits de polyéthylène téréphtalate, le genre de matière à partir de laquelle sont également fabriquées les bouteilles de soda en plastique – deviendront une soupe de laboratoire.

Les scientifiques peuvent ensuite extraire les monomères de l'ancien tissu de la soupe et les utiliser pour créer des liaisons à assembler dans des structures métallo-organiques, ou MOF. Ces structures MOF peuvent être utilisées pour créer des revêtements sur les vêtements qui protègent les personnes des germes ou des gaz nocifs, pour protéger les pompiers des incendies ou d'autres utilisations non encore imaginées, explique Ko, doctorant dans le domaine de la science des fibres et récipiendaire d'une bourse Fulbright qui travaille dans le laboratoire de Hinestroza.

« Au lieu d'utiliser des solvants toxiques pour récupérer les monomères afin de lier les MOF, nous utilisons de l'éthanol et de l'eau comme solvants – et nous récupérons les monomères beaucoup plus rapidement », explique-t-elle.

Phill Milner, professeur adjoint de chimie et de biologie chimique au Collège des arts et des sciences, et Jin Suntivich, professeur agrégé de science et d'ingénierie des matériaux à Cornell Engineering, travaillent également avec Hinestroza pour développer ces nouvelles techniques chimiques.

Réduit à partir de fibres de polyester, une gamme de structures métallo-organiques est présentée dans le laboratoire Hinestroza. Des changements mineurs dans la structure chimique peuvent générer une myriade de couleurs.