Menarik, tidak mendorong, sutra bisa merevolusi bagaimana bahan yang lebih hijau diproduksi

Anonim

Wawasan baru tentang bagaimana hewan memintal sutera dapat mengarah pada cara-cara baru yang lebih hijau dalam memproduksi serat sintetis, menurut para akademisi di Universitas Sheffield.

Para peneliti dari Departemen Sains dan Teknik Material Universitas Sheffield telah menunjukkan bahwa hewan memutar sutra dengan menarik daripada mendorongnya keluar dari tubuh mereka. Mereka menyarankan bahwa jika proses ini dapat disalin dalam pengaturan industri, itu dapat meningkatkan cara bahan sintetis diproses dan menawarkan alternatif yang lebih ramah lingkungan.

Tekstil sintetis konvensional dibuat dengan ekstrusi - mendorong bahan baku cair melalui pewarna dan kemudian menggunakan perubahan suhu tinggi dan paparan bahan kimia keras untuk memadat. Namun, sutra dapat memadat menjadi serat pada suhu kamar dan hanya menyisakan air - karena itu menyebabkan kerusakan lingkungan yang lebih sedikit.

Studi baru, oleh para akademisi di Universitas Sheffield, diterbitkan dalam jurnal Nature Communications .

Penulis utama Jamie Sparkes, seorang mahasiswa PhD di Kelompok Bahan Alam Universitas Sheffield, mengatakan: "Sutra adalah salah satu biomaterial hijau yang paling menjanjikan, dan bisa menjadi pengganti sempurna untuk pakaian berbasis nilon dan poliester.

"Proses produksi tradisional untuk sutra sangat sulit dan memakan waktu, tetapi jika kita dapat memotongnya dengan meniru alam dalam pengaturan industri, kita bisa meningkatkan tidak hanya sutra, tetapi juga bagaimana kita memproses bahan sintetis kami."

Para peneliti meneliti bagaimana hewan, termasuk ulat sutera dan laba-laba, mendorong bahan seperti sutra keluar dari tubuh mereka.

Dr Chris Holland, Kepala Kelompok Bahan Alami, mengatakan: "Meskipun mudah untuk berasumsi bahwa sutra didorong keluar dari tubuh seperti yang kita lihat di buku-buku komik, kami ingin mengujinya."

Dia menambahkan: "Dengan menggabungkan model komputer dengan data eksperimen dan pengukuran praktis, kami menentukan kekuatan yang diperlukan untuk menekan sutra yang belum terjahit ke kelenjar sutra hewan dan memutarkan serat."

Jamie Sparkes menambahkan: "Kami menemukan bahwa untuk memintal sutera dengan ekstrusi (mendorong), berarti ulat sutera harus memeras diri cukup keras untuk menghasilkan lebih banyak tekanan daripada mesin diesel yang menembak.

"Ini tidak mungkin karena tubuh hewan tidak akan mampu menahan tekanan itu. Sepertinya kamu tidak bisa meremas sutra seperti pasta gigi."

Namun, dengan mengukur kekuatan yang diperlukan untuk menarik sutra dari tubuh hewan, para peneliti menemukan bahwa itu baik dalam kemampuan ulat sutra untuk menarik serat, suatu proses yang mereka sebut sebagai pultrusion.

Para peneliti mencapai ini dengan mengadaptasi rheometer, mesin yang digunakan biasanya untuk mengukur viskositas cairan, menjadi roda pemintalan yang sangat sensitif, yang mampu mengukur kekuatan yang diperlukan untuk berputar.

Dr Holland berkata: "Jika saya memberi Anda sepotong permen karet dan meminta Anda untuk membuatkan saya serat, Anda tidak akan mendorongnya melalui gigi karena terlalu kaku. Anda akan mengambil satu ujung dan menariknya keluar - dan itu apa yang dilakukan ulat sutera dan laba-laba. "

menu
menu