Ao considerar os materiais que poderiam se tornar os tecidos do futuro, os cientistas rejeitaram uma opção amplamente dispona­vel: o polietileno.

O polietileno, que éuma embalagem pla¡stica e sacolas de supermercado, éfino e leve e pode mantaª-lo mais fresco do que a maioria dos tecidos, porque permite que o calor passe, em vez de prendaª-lo. Mas o polietileno também retanãm águae suor, pois éincapaz de afastar e evapora a umidade. Essa propriedade anti-pa¢nico tem sido um grande impedimento para a adoção do polietileno como um tecido vesta­vel.

Agora, os engenheiros do MIT transformaram o polietileno em fibras e fios projetados para dissipar a umidade. Eles teceram os fios em tecidos leves e sedosos que absorvem e evaporam a águamais rapidamente do que os tecidos comuns, como algoda£o, na¡ilon e polianãster.

Eles também calcularam a pegada ecola³gica que o polietileno teria se fosse produzido e usado como tecido. Contrariando a maioria das suposições, eles estimam que os tecidos de polietileno podem ter um impacto ambiental menor ao longo de seu ciclo de vida do que os tecidos de algoda£o e na¡ilon.

Os pesquisadores esperam que os tecidos feitos de polietileno possam fornecer um incentivo para reciclar sacolas pla¡sticas e outros produtos de polietileno em tecidos vesta­veis, aumentando a sustentabilidade do material.

“Uma vez que alguém joga um saco pla¡stico no oceano, isso éum problema. Mas essas sacolas podem ser facilmente recicladas e, se vocêpuder transformar o polietileno em um taªnis ou moletom, faria sentido econa´mico pegar essas sacolas e recicla¡-las ”, diz Svetlana Boriskina, pesquisadora do Departamento de Engenharia Meca¢nica do MIT.

Boriskina e seus colegas publicaram suas descobertas hoje na Nature Sustainability .

Uma molanãcula de polietileno tem uma estrutura de a¡tomos de carbono, cada um com um a¡tomo de hidrogaªnio anexado. A estrutura simples, repetida muitas vezes, forma uma arquitetura semelhante ao Teflon que resiste a  aderaªncia a  águae outras molanãculas.

“Todos com quem conversamos disseram que o polietileno pode deixar vocêresfriado, mas não absorve águae suor porque rejeita a águae, por isso, não funcionaria como tecido”, diz Boriskina.

No entanto, ela e seus colegas tentaram fazer fibras teca­veis de polietileno. Eles começam com o polietileno em sua forma de pa³ bruto e usaram equipamentos de manufatura taªxtil padrãopara derreter e extrudar o polietileno em fibras finas, semelhante a produzir fios de espaguete. Surpreendentemente, eles descobriram que esse processo de extrusão oxidava levemente o material, alterando a energia dasuperfÍcie da fibra de modo que o polietileno se tornava fracamente hidrofa­lico e capaz de atrair moléculas de águapara suasuperfÍcie.

A equipe usou uma segunda extrusora padrãopara agrupar várias fibras de polietileno para fazer um fio teca­vel. Eles descobriram que, dentro de um fio de fio, os Espaços entre as fibras formavam capilares por meio dos quais as moléculas de águapodiam ser absorvidas passivamente quando atraa­das para asuperfÍcie da fibra.

Para otimizar essa nova capacidade de absorção, os pesquisadores modelaram as propriedades das fibras e descobriram que fibras de um certo dia¢metro, alinhadas em direções especa­ficas ao longo do fio, melhoraram a capacidade de absorção das fibras.

Com base em sua modelagem, os pesquisadores fizeram fios de polietileno com arranjos de fibras eDimensões mais otimizados e, em seguida, usaram um tear industrial para tecer o fio em tecidos. Eles então testaram a capacidade de absorção do tecido de polietileno sobre algoda£o, na¡ilon e polianãster, mergulhando tiras dos tecidos em águae medindo o tempo que o la­quido levava para passar ou subir em cada tira. Eles também colocaram cada tecido em uma escala sobre uma única gota de águae mediram seu peso ao longo do tempo, conforme a águapenetrava no tecido e evaporava.

Em todos os testes, os tecidos de polietileno se soltaram e evaporaram a águamais rápido do que outros tecidos comuns. Os pesquisadores observaram que o polietileno perdeu parte de sua capacidade de atrair águacom umedecimento repetido, mas, simplesmente aplicando um pouco de fricção ou expondo-o a  luz ultravioleta, eles induziram o material a se tornar hidrofa­lico novamente.

“Vocaª pode refrescar o material esfregando-o contra si mesmo e, dessa forma, ele mantanãm sua capacidade de absorção”, diz Boriskina. “Ele pode continuamente e passivamente bombear a umidade.”

A equipe também encontrou uma forma de incorporar cor aos tecidos de polietileno, o que tem sido um desafio, mais uma vez devido a  resistência do material a  ligação com outras molanãculas, incluindo tintas e corantes tradicionais. Os pesquisadores adicionarampartículas coloridas ao polietileno em pa³ antes de extrudar o material em forma de fibra. Desta forma, aspartículas foram encapsuladas dentro das fibras, dando-lhes cor com sucesso.

“Nãoprecisamos passar pelo processo tradicional de tingir tecidos mergulhando-os em soluções de produtos químicos agressivos”, diz Boriskina. “Podemos colorir as fibras de polietileno de uma forma completamente seca e, no final de seu ciclo de vida, podemos derreter, centrifugar e recuperar aspartículas para usar novamente.”

O processo de coloração a seco da equipe contribui para a pegada ecola³gica relativamente pequena que o polietileno teria se fosse usado para fazer taªxteis, dizem os pesquisadores. A equipe calculou essa pegada usando uma ferramenta de avaliação do ciclo de vida comumente usada pela indústria taªxtil. Levando em consideração as propriedades físicas do polietileno e os processos necessa¡rios para fazer e colorir os tecidos, os pesquisadores descobriram que seria necessa¡rio menos energia para produzir os taªxteis de polietileno, em comparação com o polianãster e o algoda£o.

“O polietileno tem uma temperatura de fusão mais baixa, então vocênão precisa aquecaª-lo tanto quanto outros materiais polimanãricos sintanãticos para fazer o fio, por exemplo”, explica Boriskina. “A sa­ntese de polietileno bruto também libera menos gases de efeito estufa e calor residual do que a sa­ntese de materiais taªxteis mais convencionais, como polianãster ou na¡ilon. O algoda£o também exige muita terra, fertilizante e águapara crescer e étratado com produtos químicos agressivos, que tem uma enorme pegada ecola³gica ”.

Em sua fase de uso, o tecido de polietileno também poderia ter um impacto ambiental menor, diz ela, pois exigiria menos energia para lavar e secar o material em comparação com o algoda£o e outros tecidos.

“Nãofica sujo porque nada gruda nele”, diz Boriskina. “Vocaª poderia lavar o polietileno no ciclo frio por 10 minutos, em vez de lavar o algoda£o no ciclo quente por uma hora”.

“Embora seja uma descoberta surpreendente, acho que o planejamento dos experimentos e os dados são bastante convincentes”, diz Shirley Meng, cientista de materiais da Universidade da Califórnia em San Diego, que não esteve envolvida na pesquisa. “Com base nos dados apresentados no artigo, o tecido PE especa­fico relatado aqui apresenta propriedades superiores a s do algoda£o. O ponto principal éque o PE reciclado pode ser usado para fazer taªxteis, um produto de valor significativo. Esta éa pea§a que faltava na reciclagem de PE e na economia circular. ”

A equipe estãoexplorando maneiras de incorporar tecidos de polietileno em roupas esportivas leves e de resfriamento passivo, trajes militares e atémesmo trajes espaciais de última geração, como escudos de polietileno contra a prejudicial radiação de raios-X do Espaço.

A equipe internacional incluiu pesquisadores do MIT, Universidade Politécnica de Torino na Ita¡lia, Centro de Soldados do Comando de Desenvolvimento de Capacidades de Combate do Exanãrcito dos EUA, Dana Farber Cancer Institute, INRIM Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica na Ita¡lia, Agência de Defesa para Tecnologia e Qualidade na Coranãia do Sul e Monterrey Instituto de Tecnologia e Educação Superior do Manãxico.

Esta pesquisa foi apoiada, em parte, pelo Escrita³rio de Pesquisa do Exanãrcito dos EUA, o

Instituto de Tecidos Funcionais Avana§ados da Amanãrica (AFFOA), Iniciativas Internacionais de Ciência e Tecnologia do MIT (MISTI), Centro de Deshpande do MIT e Programa de Nanotecnologia do MIT-Tecnola³gico de Monterrey.