I tessuti possono essere rivestiti con il biopolimero chitosano e quindi resi idrorepellenti legando molecole idrofobiche.La cosa buona è che può anche sostituire le sostanze tossiche e petrolifere che attualmente vengono utilizzate per le finiture tessili.Come questo possa funzionare è stato studiato dal Fraunhofer IGB e dai partner del progetto HydroFichi negli ultimi anni: è stata sviluppata una tecnologia per fornire alle fibre le proprietà desiderate utilizzando processi biotecnologici e chitosano.La produzione tessile è ancora oggi fortemente influenzata chimicamente: processi biotecnologici, enzimi e materie prime rinnovabili hanno svolto finora un ruolo piuttosto subordinato.Ad esempio, i prodotti chimici perfluorurati sono attualmente utilizzati principalmente per rifinire tessuti con proprietà idro e oleorepellenti.Questi sono dannosi per la salute e anche difficilmente degradabili, motivo per cui rimangono a lungo nell'ambiente.L'Istituto Fraunhofer per l'ingegneria interfacciale e la biotecnologia IGB ricerca da tempo alternative sostenibili a base biologica: nel progetto HydroFichi - abbreviazione di: Hydrophobic Finishing with Chitosan - che è stato completato alla fine di gennaio 2021, i ricercatori dell'istituto hanno ha sviluppato un modo di utilizzare il chitosano per poter produrre dai flussi di rifiuti e utilizzare il biopolimero non solo come agente di imbozzimatura nella lavorazione dei filati, ma anche per funzionalizzare i tessuti durante il finissaggio.Chitosano da rifiuti per la protezione dell'ambiente, medicinali o tessiliIl chitosano è una materia prima rinnovabile derivata dalla chitina, il secondo biopolimero più comune presente in natura dopo la cellulosa.Le fonti del polisaccaride azotato possono essere gusci di gamberetti provenienti dai rifiuti della pesca, pelli e gusci di insetti, ad esempio dalla produzione di mangimi per animali, o, come variante vegana, le pareti cellulari dei funghi.La struttura delle due molecole è molto simile;l'unica differenza è un gruppo acetile, che viene rimosso durante la conversione in chitosano.La chitina è insolubile in acqua e nella maggior parte dei solventi organici.Anche il chitosano è difficile da sciogliere, ma aggiungendo acidi delicati, il biopolimero può essere sciolto in acqua e quindi utilizzato come additivo tessile.Per isolare il chitosano dal rispettivo flusso di rifiuti, la chitina deve essere prima ottenuta dai materiali di partenza mediante demineralizzazione e deproteinizzazione e quindi il suo derivato chitosano.Le proprietà del chitosano possono essere regolate individualmente scegliendo le rispettive condizioni.La biomolecola prodotta in questo modo può quindi essere utilizzata direttamente in un'ampia varietà di applicazioni pratiche, ad esempio come flocculante nel trattamento delle acque reflue o come vettore di principi attivi in ​​medicina.Numerosi sono anche i possibili usi del chitosano nell'industria tessile.Per quanto riguarda il dimensionamento, ad esempio, l'efficienza del materiale naturale era già convincente nei test del centro tecnico presso l'Istituto tedesco per la ricerca sui tessuti e le fibre di Denkendorf (DITF): qui, l'efficacia si rifletteva in una rugosità significativamente inferiore del filati dopo la tessitura in tessuto.I valori ottenuti con il chitosano dagli insetti erano paragonabili a quelli dei gusci di granchio commerciali.Questo fatto consentirà in futuro possibilità di estrazione completamente nuove nel senso della bioeconomia.Il chitosano come materia prima rinnovabile sostituisce i prodotti chimici fossili"La nostra preoccupazione nel progetto HydroFichi era fornire all'industria tessile una materia prima per un'ampia varietà di applicazioni che possono essere ottenute da materie prime rinnovabili, ma evita anche sostanze chimiche dannose per l'ambiente e la salute", spiega il project manager Dr. .Achim Weber, vicedirettore del settore Innovation Field Functional Surfaces and Materials presso l'IGB."Oltre a un semplice rivestimento con chitosano, che protegge le fibre, siamo stati anche in grado di utilizzare la sostanza come molecola di ancoraggio per creare punti di reticolazione per un'ampia varietà di gruppi funzionali e fornire così ai tessuti proprietà specifiche, ad esempio realizzandoli idrorepellente.Il chitosano può quindi funzionare allo stesso tempo come materiale di matrice o modello - e questo con un'ampia varietà di materiali in fibra.« I perfezionamenti sono stati valutati utilizzando test standardizzati, ma anche con banchi di prova e metodi appositamente progettati.Qui, ad esempio, le misurazioni sui tessuti trattati hanno mostrato angoli di contatto di oltre 140°.Ciò significa che i tessuti sono molto idrorepellenti e conferma che i tessuti sono stati lavorati con successo.In una fase successiva, la tecnologia sviluppata all'IGB sarà trasferita dalla scala di laboratorio alla scala pilota molto più ampia per poter trasferire la biomolecola sostenibile alla maturità del mercato il più rapidamente possibile, ad esempio per l'uso nello sport e aree esterne.Per la prima volta i processi biotecnologici nel finissaggio tessileNel progetto, gli scienziati dell'IGB, insieme a quattro partner dell'industria tessile: gli Istituti tedeschi per la ricerca tessile e sulle fibre Denkendorf (DITF), Sohn di JG Knopf, Helmbrechts e la chimica tessile Dr.Petry, Reutlingen: per la prima volta vengono introdotti processi biotecnologici nell'estrazione e nella finitura delle materie prime, che si sono dimostrati compatibili con tutti i processi tessili.Questo è stato finora un punto di forza unico nella finitura dei tessuti."Abbiamo tutti riconosciuto il grande potenziale del chitosano per un trattamento idrofobico efficiente e come vettore funzionale e, grazie alla buona collaborazione, siamo stati in grado di stabilire con successo tecniche per la funzionalizzazione su misura dei tessuti", aggiunge il dott.Thomas Hahn, che svolge attività di ricerca nel campo dell'innovazione delle biotecnologie industriali presso l'IGB.“Anche ulteriori aree di applicazione del biopolimero sono molto promettenti.Ecco perché, subito dopo HydroFichi, abbiamo avviato il progetto di follow-up ExpandChi, in cui devono essere sviluppate tecniche insieme ai partner per utilizzare il chitosano a base biologica come veicolo funzionale in sostituzione di altri polimeri sintetici, ad esempio per uno speciale anti -rivestimento antipiega o ignifugo.L'industria tessile è molto interessata a che una biomolecola così sostenibile venga utilizzata il più rapidamente possibile.« Il progetto »HydroFichi« è stato finanziato dal Ministero federale dell'istruzione e della ricerca (BMBF) con il finanziamento numero 031B0341A, il progetto successivo »ExpandChi« , iniziato nel febbraio 2021, è finanziato con il numero di sovvenzione 031B1047A.https://www.igb.fraunhofer.de/de/reference-projects/hydrofichi.htmlQuesto è un comunicato stampa di:Istituto Fraunhofer per l'ingegneria interfacciale e la biotecnologia IGBE-mail: claudia.vorbeck@igb.fraunhofer.de