في عام 2020، تشير التقديرات إلى ارتفاع الإنتاج العالمي من الألياف إلى حوالي 110 مليون طن وفقًا لتقديرات بورصة المنسوجات، وهي مجموعة بحثية تشجع الاستدامة. ويشير ذلك إلى تضاعف حجم سوق ألياف المنسوجات تقريبًا منذ عام 2009.
قُدِّر الاستهلاك العالمي للملابس بما يتراوح بين 80 و150 مليون قطعة سنوياً، ومن بين كل خمس قطع ملابس يتم إنتاجها، تذهب ثلاث منها إلى مكب النفايات حيث تبقى الألياف الاصطناعية لمئات السنين، وتترشح الألياف الدقيقة في سطح الأرض وغلافنا الجوي أثناء تحللها. نحن بحاجة ماسة إلى إعادة التفكير وإعادة تصميم الألياف الأساسية التي نستهلكها على نطاق واسع.
لا يزال هناك نقص في المواد المستدامة ذات المصادر المسؤولة والمستدامة على مستوى العالم، ولا يمكن لصناعة المنسوجات حتى الآن توليد (أو إعادة تدوير) الحجم الذي تتطلبه سلسلة التوريد العالمية عبر قطاعات السوق المتعددة. في حين أن صناعة الأزياء غالباً ما تكون في دائرة الضوء، يجب أن تصبح جميع المنسوجات دائرية على المدى الطويل. يجب أن نعتمد الآن على العلم لتقديم الحل. في عالم البدائل الحيوية أصبح التركيز على البحث والتطوير أكثر كثافة من أي وقت مضى، ومع تنامي أزمة المناخ، يتم البحث عن حلول عاجلة لمشكلتين رئيسيتين:
أولاً، اكتشاف مواد أولية جديدة قابلة للتجديد ولا تخضع للزراعة المكثفة أو استنزاف الموارد المحدودة. وثانيًا، إنتاج مواد أولية جديدة لإنتاج المنسوجات القابلة للتحلل الحيوي والتي لا تساهم في جبال النفايات التي تتراكم من صناعات المنسوجات والأزياء والديكور الآخذة في التوسع باستمرار.
المواد الأولية المتجددة
ينقسم البحث عن مواد وسيطة صديقة للبيئة إلى فرعين متميزين، استبدال المكونات السليلوزية التقليدية، مثل القطن والحرير، واستبدال المواد الأولية للبوليمر العضوي لإنتاج البوليستر المستدام.
وفيما يتعلق بالبدائل السليولوزية التقليدية، فقد تم إحراز تقدم كبير مع طرح العديد من الحلول القابلة للتحلل الحيوي – حيث يستمر العلم في اكتساب المزيد من الزخم في سوق المواد المربحة هذه.
نورد أدناه تفاصيل بعض المنتجات الجديدة المعروضة الآن، وبعضها سيتوسع ويهيمن على أسواق وتطبيقات محددة، والبعض الآخر سيتلاشى. ولكن العامل الأكثر أهمية هو ظهورها والتوسع في إنتاجها وتوافرها على نطاق واسع مع زيادة اعتمادها.
ألياف الموز: ألياف الموز: Bananatex® هو أول نسيج تقني متين في العالم مصنوع بالكامل من نبات الموز أباكا المزروع طبيعياً. يُزرع في المرتفعات الفلبينية ضمن نظام بيئي طبيعي للزراعة المختلطة المستدامة والغابات، ويتميز هذا النبات بالاكتفاء الذاتي ولا يحتاج إلى مبيدات حشرية أو أسمدة أو مياه إضافية.
ألياف عشب البحر: تعتقد Keel.Labs (AlgiKnit سابقاً) أن الألياف المستخلصة من عشب البحر يمكن أن تغير بشكل كبير من التأثير البيئي للأزياء من خلال توفير مادة غير سامة ومحايدة للكربون ومتعددة الاستخدامات ومستدامة. عشب البحر هو عبارة عن طحالب كبيرة تنمو بكثرة في غابات كثيفة تحت الماء قريبة من الشاطئ. تقوم AlgiKnit بمعالجة عشب البحر، وهو أحد أسرع الكائنات الحية نمواً وأكثرها تجدداً على وجه الأرض، إلى منسوجات وظيفية يمكن استخدامها في الملابس والإكسسوارات والأحذية.
يوفر نبات القراص الدائري أليافًا طبيعية متجددة مستدامة متعددة الاستخدامات وعالية الأداء ودائرية ويمكن تتبعها الآن باستخدام تقنية الوسم Haelixa من اللحاء إلى المنتج الاستهلاكي النهائي. ينمو هذا الجيل القادم من الألياف الطبيعية بشكل كبير ويمكن زراعته ببصمة بيئية هامشية.
ألياف بروتين فول الصويا مصنوعة من لب الصويا، وهو جزء غير قابل للذوبان في فول الصويا، ومنتج ثانوي لإنتاج التوفو وحليب الصويا، مما يجعله صديقاً للبيئة وقابلاً للتحلل الحيوي. يُعرف هذا النسيج باسم حرير الصويا، وهو نسيج ناعم وناعم، وهو نسيج رقيق يمتص الرطوبة ويطلقها بسرعة كبيرة. كما أنه مقاوم للانكماش والتجاعيد ويتميز بخصائص مضادة للبكتيريا، وغالباً ما يتم مزجه مع ألياف أخرى لزيادة ثنيته وقوته.
تُعد أقمشة الخيزران، التي تُعد الصين أكبر منتج لها، صديقة للبيئة ومستدامة ومصدرها مسؤول. تنمو نبتة الخيزران بسرعة دون استخدام المبيدات الحشرية أو المياه الزائدة أو العناية بها. يتجدد الخيزران بسرعة بل وينظف الهواء أثناء نموه. تُصنع ألياف الخيزران عن طريق التلاعب بالأوراق حتى تنفصل إلى خيوط رفيعة، ثم تُغزل هذه الخيوط لتُغزل في خيوط للنسيج أو حياكة الأقمشة. الخيزران هو أكبر عضو في عائلة الأعشاب، حيث يصل طوله إلى 35 متراً. وهو أسرع النباتات الخشبية نمواً في العالم. إن معدل النمو السريع هذا وحقيقة أن الخيزران يمكن أن ينمو في مجموعة من المناخات المختلفة يجعل من نبات الخيزران مورداً مستداماً ومتعدد الاستخدامات.
بالانتقال إلى البوليستر، ما هي التطورات الجديدة الجديرة بالملاحظة؟ حدث تقدم كبير في تطوير المواد الأولية للبوليمر المتجددة والقابلة للتحلل الحيوي لإنتاج ألياف البوليستر الدائرية أو البديلة.
مواد تغذية البوليمر العضوية
تُعد البوليمرات العضوية مصدرًا مهمًا للبوليمرات العضوية القابلة للتحلل الحيوي والمتجددة، ويجري الآن تطويرها بشكل مكثف في جميع أنحاء العالم. ونتناول بعض هذه الابتكارات على النحو المفصل أدناه:
PLA (حمض البولي لاكتيك) هو بوليمر حيوي وقابل لإعادة التدوير والتحلل الحيوي مصنوع من موارد متجددة سنوياً، مما يوفر بصمة كربونية أقل مقارنةً بالبلاستيك التقليدي. تدير شركة TotalEnergies Corbion، التي يقع مقرها الرئيسي في هولندا، منشأة لإنتاج حمض اللبنيك PLA بطاقة إنتاجية تبلغ 75,000 طن سنويًا في رايونغ بتايلاند، وأعلنت مؤخرًا عن نيتها بناء مصنع ثانٍ في غراندبويت، فرنسا.
يمكن إنتاج مادة البولي بيوتيلين سوكسينات البولي بوتيلين PBS من خلال الجمع بين عدة مونومرات (لبنات بناء المادة) من مصادر نباتية متجددة بدلاً من الوقود الأحفوري بفضل التطورات الحديثة في التكنولوجيا الحيوية. ولذلك، فبدلاً من البترول، تستخرج Kintra السكر المشتق من الذرة والقمح لإنتاج راتنجاتها وأليافها التي تخضع لعملية غزل ذائبة مماثلة للبوليستر والنايلون والمواد الاصطناعية الأخرى. مما يوفر مظهراً وملمساً وأداءً مماثلاً دون المساهمة في مشكلة التلوث البلاستيكي الدقيق.
التطورات الجديدة لإعادة التدوير والاقتصاد الدائري
يسعى مجتمع تصنيع الألياف بشكل متزايد إلى تحقيق اقتصاد دائري منخفض الكربون مع استمرار الابتكار والاستثمار المؤسسي الجاد في دفع جدول الأعمال إلى الأمام. ونشير باختصار إلى بعض أحدث التطورات والابتكارات في مجال إعادة التدوير.
إعادة تدوير البولي إيثيلين تيريفثاليت: دخلت شركة الكيماويات الكورية الجنوبية SK Geo Centric (SKGC) في شراكة مع شركة SUEZ وشركة Loop Industries لبناء منشأة للبولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) المعاد تدويره في أوروبا. وسينتج المصنع المشترك 70,000 مليون طن من بلاستيك البولي إيثيلين تيرفثالات البولي إيثيلين المعاد تدويره بالكامل من البلاستيك البولي إيثيلين تيرفثالات المعاد تدويره بالكامل وألياف البوليستر للسوق الأوروبية.
سيركولوز شركة Renewcell هي شركة سويدية سريعة النمو لإعادة تدوير المنسوجات تتمتع بتكنولوجيا فريدة من نوعها وفريق عمل عالمي المستوى في مهمة لتغيير صناعة المنسوجات العالمية إلى الأفضل. وهم يخططون لإعادة تدوير ما يعادل أكثر من 1,4 مليار قميص كل عام بحلول عام 2030. يُطلق على منتجهم اسم Circulose®، ويصنعونه من نفايات المنسوجات بنسبة 100%. وتستخدمه العلامات التجارية ليحل محل المواد الخام عالية التأثير مثل النفط الأحفوري والقطن في منتجاتها النسيجية.
تقنيات إيستمان المتقدمة لإعادة التدوير الدائري: تخطط شركة إيستمان لاستثمار ما يصل إلى مليار دولار أمريكي في منشأة لإعادة التدوير الجزيئي من مادة إلى مادة في فرنسا والتي ستستخدم تكنولوجيا إيستمان لتجديد البوليستر لإعادة تدوير ما يصل إلى 160,000 طن سنويًا من النفايات البلاستيكية التي يصعب تدويرها والتي يتم حرقها حاليًا.
إعادة التدوير MyReplast™: شركة MyReplast Industries هي إحدى شركات مجموعة Maire Tecnimont، وتسيطر عليها شركة NextChem وتقع ضمن مجموعة “الاقتصاد الدائري” على خارطة الطريق للتحول في مجال الطاقة. تعمل الشركة في مجال إعادة تدوير النفايات البلاستيكية، وتستخدم الشركة تكنولوجيا مملوكة للمجموعة قادرة على فصل البوليمرات المختلفة الموجودة في النفايات ثم دمجها. فصل البوليمرات، من خلال مرحلة اختيار بصري (حسب البوليمر واللون) تليها خطوة التركيب، لإنتاج حبيبات عالية الجودة يمكن أن تحل محل البلاستيك البكر في مجالات الاستخدام المختلفة.
هندسة الإنزيمات: تقوم تقنية “بروتين التطور” باختبار وتقييم وتخطيط عشرات الملايين من الإنزيمات الفريدة بشكل متكرر لتحديد الطريقة الأكثر فعالية لإعادة تدوير النفايات إلى مواد كيميائية قابلة لإعادة الاستخدام. وسيساعد هذا النهج في إزالة الكربون من الصناعة وسيحمل تأثيراً كبيراً في الاقتصاد الحيوي الناشئ حيث أن الشركات والمجتمعات والحكومات مطالبة بتحقيق أهداف الاستدامة العالمية في السنوات المقبلة. يعمل فريق “تطور البروتين” جنباً إلى جنب مع باحثين بارزين يدفعون حدود هندسة البروتين وابتكار المواد. ويتوقع الفريق إطلاق أول شراكة تجارية له بحلول نهاية عام 2022، لتلبية احتياجات العلامات التجارية الاستهلاكية العالمية التي تسعى إلى إعادة تدوير وتحويل المنسوجات والنفايات البلاستيكية المختلطة.
الحل الحيوي لعالم أفضل
عندما ننظر إلى صناعات الديكور والأزياء فإن بانوراما الجهود والابتكار والاستثمار في التقنيات المتجددة مثيرة للإعجاب حقًا وقد حققت تقدمًا ملحوظًا في فترة زمنية قصيرة جدًا.
مع وجود وقت محدود فقط للاستجابة، مع نفاد الخيارات المتاحة لكوكبنا، لا يوجد نقص في اللاعبين والمستثمرين الراغبين في القيام بدور. فهذه صناعة ناشئة تقدر قيمتها بمليارات الدولارات وتوفر للكوكب والمستثمر على حد سواء – مكافأة كبيرة.
تتيح البدائل الحيوية القائمة على الوقود الأحفوري آفاق طريق حقيقي للمضي قدمًا في صناعة المنسوجات. يشير التقدم البيئي الكبير من الإنزيمات إلى المواد الأولية النباتية إلى مشهد جديد لعلوم المواد والمنسوجات التي نستهلكها. وهذا بدوره سيغير أيضاً التقنيات والكيمياء التي نستخدمها للطباعة عليها.
إنه وقت مثير لصناعتنا، ونحن نتطلع إلى أن نشهد تغيراً كبيراً نحو الأفضل خلال السنوات القادمة.
المحتوى التعاوني المنشور بالشراكة مع تكسينتل: https://www.texintel.com/blog/the-rise-of-biodiversity-and-biomaterial-science-for-the-textile-industry
صورة الغلاف الواردة في هذا المقال مأخوذة من Unsplash.