Utsvängd eller mager, bedrövad eller syratvättad-vi älskar alla våra blå jeans. Men de eftertraktade denimbitarna skapar förödelse för miljön.

Det är därför forskare från University of Georgia utvecklade en ny indigofärgningsteknik som är snällare mot planeten. Den nya tekniken minskar vattenanvändningen och eliminerar de giftiga kemikalier som gör färgningsprocessen så miljöskadlig. Och till toppen, Tekniken effektiviserar processen och säkrar mer färg än traditionella metoder.

"Textilindustrin är ett klassiskt exempel på en miljöförorenare, och en av de främsta orsakerna till föroreningar i branschen är färgning, " sa Sergiy Minko, motsvarande författare till studien och Georgia Power Professor i fiber- och polymervetenskap vid College of Family and Consumer Sciences. Ursprungligen, naturlig indigo användes för att färga textilier. Introducerades till kolonierna på 1700-talet, indigo var en viktig kassaskörd för det tidiga Amerika. Men upptäckten av ett sätt att producera syntetisk indigo raderade nästan helt den naturliga indigomarknaden från kartan.

Indigo är inte vattenlösligt, fastän, och måste reduceras med giftiga kemikalier innan den används för att färga kläder. Denimindustrin använder mer än 45, 000 ton syntetisk indigo per år, tillsammans med över 84, 000 ton natriumhydrosulfit som reduktionsmedel och 53, 000 ton lut.

Eliminera giftiga kemikalier

Det går åt mellan 50 till 100 liter vatten för att färga bara ett par jeans. Och det vattnet, full av giftiga kemikalier, måste gå någonstans. Även om det nu finns regler som kräver att amerikanska anläggningar rena det avloppsvattnet något, industrin har helt enkelt släppt ut det i miljön i årtionden, frätande avloppsrör på väg till floder och hav. Även nu, kemiskt förorenat vatten hamnar oundvikligen i lokala vattendrag, särskilt i industrifabrikerna i utvecklingsländer där produktionen ofta läggs ut på entreprenad.

Publicerad i tidskriften Grön kemi , den nya metoden för färgning använder naturlig indigo (även om den strömlinjeformade processen också skulle kunna använda syntetisk) och helt eliminerar användningen av skadliga kemikalier som används i konventionella metoder. Det kräver också bara ett lager av indigo för att säkra över 90 % av färgen, avsevärt minska mängden vatten som behövs för att färga tyget. Konventionella metoder kräver upp till åtta doppningar i färglösning och säkerställer endast 70 % till 80 %.

Den nya metoden offrar inte heller komforten, hålla ungefär samma tjockleksnivåer, viktökning och flexibilitet i tyget. På grund av den strömlinjeformade processen, det sparar arbetarna tid och energi genom att eliminera behovet av flera dopp och oxidationstid mellan varje dopp.

"Du minskar inte indigon i den här processen, du löser inte upp den, "Minko sa." Du blandar det helt enkelt med nanocellulosafibriller och lägger det på textilens yta. Och du kan ändra nyansen av blått med mängden indigopartiklar som tillsätts i blandningen."

Nanocellulosa är en relativt ny skapelse som består av trämassa som du normalt sett används inom pappersindustrin. Den nya tekniken blandar indigo -partiklar med nanofibrerna och avsätter dem sedan på textilens yta, i huvudsak "limma" färgen på plats.

Öka industrins hållbarhet

Textilindustrin har länge varit känd som en av världens mest betydande föroreningskällor. Och på 1900-talet, när världens befolkning sköt i höjden, så gjorde behovet av massproducerade textilier, gör det redan dåliga föroreningsproblemet ännu värre.

Levi Strauss patenterade det första paret jeans 1873, och den praktiska byxan blev snart en mode stöttepelare. Miljarder par säljs nu varje år, som omfattar en marknad som värderas till över 90 miljarder dollar.

Även om den nya tekniken fortfarande behöver kommersialiseras, det är ett gångbart alternativ för att göra denimindustrin mer hållbar.

"Denim- och jeanstillverkning är en stor marknad, så även små förändringar i branschen kan få enorma effekter, ", sade Minko. "Det finns befolkningar som söker efter produkter som är gjorda på miljövänliga sätt. Och när reglerna blir hårdare, branschen måste anpassa sig."

Denna forskning är en del av Ph.D. studie av Smriti Rai, doktorand vid institutionen för textilavdelningen, Merchandising och inredning. Andra medförfattare till uppsatsen inkluderar följande från UGA:s Department of Textiles, Merchandising och inredning:Raha Saremi, materialforskare och labchef; och Suraj Sharma, professor.