喇叭形或紧身裤、仿旧或酸洗——我们都喜欢我们的蓝色牛仔裤。但那些令人垂涎的牛仔布正在对环境造成严重破坏。

这就是为什么佐治亚大学的研究人员开发了一种对地球更友好的新靛蓝染色技术。新技术减少了用水量并消除了使染色过程对环境造成严重破坏的有毒化学物质。最重要的是，该技术简化了流程并确保了比传统方法更多的色彩。

“纺织业是环境污染者的典型例子，该行业污染的主要原因之一是着色，”该研究的通讯作者、学院纤维与聚合物科学乔治亚电力教授 Sergiy Minko 说。家庭和消费者科学。最初，天然靛蓝被用来给纺织品染色。靛蓝在 1700 年代被引入殖民地，是早期的重要经济作物。但是，发现一种生产合成靛蓝的方法几乎完全将天然靛蓝市场从地图上抹去。

然而，靛蓝不溶于水，在用于染色衣服之前必须用有毒化学物质进行还原。牛仔布行业每年使用合成靛蓝 45,000 多吨，还原剂连二亚硫酸钠 84,000 多吨和碱液 53,000 吨。

消除有毒化学品

仅染色一条牛仔裤需要 50 到 100 升水。那些充满有毒化学物质的水必须去某个地方。尽管现在有规定要求工厂对废水进行一定程度的净化，但该行业几十年来只是将其排放到环境中，腐蚀了通往河流和海洋的污水管道。即使是现在，被化学污染的水不可避免地会流入当地的水道，特别是在发展中国家的工业工厂中，那里的生产经常外包。

发表在绿色化学杂志上的新染色方法使用天然靛蓝(尽管简化的过程也可以使用合成)，并完全消除了传统方法中使用的有害化学物质的使用。它还只需要一层靛蓝涂层即可固定 90% 以上的颜色，从而显着减少染色织物所需的水量。传统方法需要在染料溶液中浸泡多达 8 次，并且仅确保 70% 至 80%。

新方法也不会牺牲舒适度，保持织物的厚度、重量增加和柔韧性大致相同。由于流程简化，无需多次浸渍和每次浸渍之间的氧化时间，从而节省了工人的时间和精力。

“在这个过程中你不会减少靛蓝;你不会溶解它，”明科说。“你只需将它与纳米纤维素原纤维混合，然后将其沉积在纺织品表面。你可以通过混合物中添加的靛蓝颗粒的数量来改变蓝色的色调。”

纳米纤维素是一种相对较新的产品，由您通常会在造纸工业中看到的木浆组成。新技术将靛蓝颗粒与纳米纤维混合，然后将它们沉积在纺织品表面，基本上将颜色“粘合”到位。

提高行业可持续性

长期以来，纺织业一直被认为是世界上最重要的污染源之一。而在 20 世纪，当世界人口激增时，对大量生产的纺织品的需求也在增加，这使得本已严重的污染问题更加严重。

Levi Strauss 于 1873 年为第一条牛仔裤申请了专利，实用的裤子很快成为时尚中流砥柱。现在每年销售数十亿双，包括价值超过 900 亿美元的市场。

尽管新技术仍需商业化，但它是使牛仔布行业更具可持续性的可行选择。

“牛仔布和牛仔裤制造是一个很大的市场，因此即使行业发生微小的变化也可能产生巨大的影响，”Minko 说。“有些人正在寻找以环保方式制造的产品。随着法规变得更加严格，该行业将不得不适应。”

这项研究是博士的一部分。Smriti Rai 的研究，纺织、商品和室内设计系的博士生。该论文的其他合著者包括来自 UGA 纺织、商品销售和室内设计部门的以下人员：Raha Saremi，材料研究员和实验室经理;和教授 Suraj Sharma。