Les chercheurs ont trouvé un moyen de tisser des fibres de polyéthylène dans un tissu qui permet un refroidissement passif.
Des ingénieurs du MIT ont trouvé une nouvelle utilisation pour un plastique courant, en parvenant à filer du polyéthylène pour en faire un tissu capable de refroidir passivement la personne qui le porte en laissant passer la chaleur et en laissant s’évaporer l’humidité. Cette découverte pourrait permettre de transformer les sacs en plastique usagés en vêtements de sport.
En raison de sa structure, le tissu filé à partir de polyéthylène pourrait maintenir le porteur au frais en permettant à la chaleur de s’échapper, mais il a été largement écarté par la communauté scientifique en tant que tissu candidat en raison de sa caractéristique peu souhaitable de retenir l’humidité.
« Tous ceux à qui nous avons parlé nous ont dit que le polyéthylène pourrait vous garder au frais, mais qu’il n’absorberait pas l’eau et la sueur parce qu’il rejette l’eau, et qu’à cause de cela, il ne fonctionnerait pas en tant que textile », a déclaré Svetlana Boriskina du département d’ingénierie mécanique du MIT.
Mais l’équipe d’ingénieurs du MIT a trouvé un moyen de rendre le matériau capable d’attirer les molécules d’eau à sa surface, où elles s’évaporent. Les chercheurs ont commencé avec de la poudre de polyéthylène brute, puis ont utilisé des équipements de fabrication textile standard pour produire de fines fibres. Ils ont constaté que le processus entraînait une légère oxydation qui se traduisait par un faible effet hydrophile.
Encouragée par ces résultats, l’équipe a extrudé plusieurs fibres de polyéthylène pour former un fil tissable, les espaces entre les brins formant des « capillaires à travers lesquels les molécules d’eau pourraient être absorbées passivement une fois attirées par la surface d’une fibre ».
Après une modélisation visant à maximiser les capacités d’absorption et d’évaporation, les ingénieurs ont optimisé la disposition et les dimensions de la fibre avant de tisser le fil en tissus à l’aide d’un métier à tisser industriel.
Lors d’une confrontation avec des tissus en coton, en nylon et en polyester, le tissu en polyéthylène s’est avéré présenter des qualités d’absorption plus rapides, bien que le mouillage répété ait affaibli ses performances. Heureusement, une solution facile a été trouvée.
« Vous pouvez rafraîchir le matériau en le frottant contre lui-même, ce qui lui permet de conserver sa capacité d’absorption », rapporte Svetlana Boriskina. « Il peut continuellement et passivement pomper l’humidité ».
Le polyéthylène n’étant pas compatible avec d’autres molécules, les encres et les teintures traditionnelles n’ont pas pu être utilisées pour ajouter de la couleur. Au lieu de cela, des particules colorées ont été ajoutées à la poudre brute avant que le fil ne soit extrudé.
Selon l’équipe, la coloration du tissu de cette manière a contribué à « l’empreinte écologique relativement faible » du matériau. À l’aide d’un outil d’évaluation du cycle de vie couramment utilisé par l’industrie textile, les ingénieurs ont déterminé que le matériau et la méthode de production du tissu nécessitaient moins d’énergie que le polyester et le coton.
« Le polyéthylène a une température de fusion plus basse, de sorte qu’il n’est pas nécessaire de le chauffer autant que d’autres matériaux polymères synthétiques pour fabriquer du fil, par exemple », a expliqué Mme Boriskina. « La synthèse du polyéthylène brut dégage également moins de gaz à effet de serre et de chaleur résiduelle que la synthèse de matériaux textiles plus conventionnels comme le polyester ou le nylon. La culture du coton nécessite également beaucoup de terres, d’engrais et d’eau, et est traitée avec des produits chimiques agressifs, ce qui entraîne une énorme empreinte écologique. »
La réduction de l’empreinte écologique se poursuit également dans le cadre d’une utilisation réelle, Svetlana Boriskina affirmant qu’un cycle de froid de 10 minutes pourrait suffire à garder les vêtements propres et frais.
On espère que cette découverte permettra de recycler les sacs en plastique, les emballages alimentaires, les tasses à café, etc. en vêtements et en chaussures, au lieu d’aggraver notre énorme problème de déchets. En effet, l’équipe envisage actuellement des applications dans les domaines des vêtements de sport, de l’armée et de la technologie spatiale.
