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革命性綠色科技:實現染缸染色紡織品的封閉迴圈回收

紡織產業對環境造成的衝擊已不容忽視,然而全球纖維需求量卻仍以驚人速度持續攀升。內布拉斯加大學林肯分校的楊義奇教授指出,紡織品回收一直是困擾研究人員與產業界的難題,但這個問題必須被解決。他所研發的突破性技術,成功實現了纖維到纖維的化學回收,能有效去除染料、分離天然與合成混紡材質,並產出高品質再生纖維。

「過去20年間,全球纖維產量已翻倍成長。」身兼紡織品、商品與時尚設計及生物系統工程學系Charles Bessey講座教授的楊義奇表示:「目前全球每年消耗超過1.25億公噸纖維。我們無法無限擴增天然纖維產量或飼養更多綿羊,因此必須轉向合成纖維,但這又會衍生不可降解的微塑膠汙染問題。若能將纖維重複利用一至兩次,將大幅降低對新纖維的需求。」

現有的紡織回收技術多侷限於將廢布料分解後用於其他低階產品,成衣到成衣的升級回收(upcycling)仍難以實現工業化規模。雖然紗線到紗線的機械回收技術已存在,但此破壞性製程需新增超過50%的原生纖維才能製成可用紗線。由於染料與混紡材質的處理難度,纖維到纖維的化學回收長期被視為不可能任務。

楊義奇率領跨領域團隊,包括博士生邵元義,開發出創新的水相系統技術,成功產出高品質再生纖維,研究成果已發表於《資源、保育與回收》期刊。「染料的設計本就是要與纖維緊密結合以確保色牢度,因此去除染料極其困難。我們是全球首個找到不損傷染料與纖維聚合物的脫色技術,不僅成功回收纖維,連製程中使用的溶劑與染料都能迴圈再利用。」楊義奇強調。

這項技術已申請專利,並發表系列論文證實可應用於多種纖維,從純棉、棉聚酯混紡到壓克力纖維與羊毛,甚至連地毯都能處理。最新研究更成功將技術應用於回收牛仔布,不僅有效去除染缸染料,更製作出效能優於木漿的人造纖維素纖維,且證實該製程兼具經濟效益與規模化潛力。

「我們的技術能以合理成本回收各類紡織品纖維,並維持優異品質。」楊義奇表示:「所有研發都以量產為考量,當然這需要產業界的投入,因為工業化應用需要龐大資金。」

楊義奇研究團隊致力降低紡織業環境成本,主要聚焦兩大方向:提升回收技術,以及利用農業廢棄物(如雞羽毛)開發新型紡織材料。「我認為未來必須雙管齊下,既要開發新纖維來源,也要完善回收體系。缺一不可,才能滿足全球需求。」楊義奇總結道。

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