Desde o início da Revolução Industrial, a produção de roupas segue um caminho insustentável. Como a maioria das manufaturas, os têxteis são produzidos de forma linear com um modelo do berço ao túmulo. Tecidos como o algodão são cultivados, usados, usados ​​e depois jogados fora. A indústria têxtil como um todo é responsável por 10% das emissões globais de carbono, sendo o couro especialmente nocivo.
A indústria do gado é o principal fator de desmatamento, e o curtimento de couro cria uma grande quantidade de poluição química. Esses desafios têm motivado a busca por têxteis mais sustentáveis, principalmente alternativas ao couro.

Uma equipe com um histórico de colaboração bem-sucedida pode ter uma resposta. Pesquisadores de engenharia biomédica da Columbia Engineering anunciaram recentemente que criaram um biocouro compostável com retardamento de chama superior e baixo impacto ambiental. Seu biocouro de nanocelulose microbiana (MC) tem um impacto carcinogênico 1.000 vezes menor do que o couro de vaca e uma pegada de carbono significativamente menor do que o couro sintético ou o algodão. O estudo foi publicado em Environmental Science:Advances .

A equipe, liderada por Theanne Schiros e Helen Lu, juntamente com Ph.D. O candidato Romare Antrobus, vem trabalhando juntos há vários anos no Centro de Ciência e Engenharia de Pesquisa de Materiais da Columbia (MRSEC) para desenvolver materiais para uma ampla gama de aplicações, de biomedicina a energia, eletrônica e têxteis, lançou as bases para inventar este novo material versátil.

"Nosso biocouro representa um avanço não apenas para os têxteis, mas mostra a outras indústrias como explorar um processo de fabricação sustentável para projetar materiais regenerativos", disse Lu, professor de engenharia biomédica e vice-reitor sênior de Assuntos e Avanço do Corpo Docente da Columbia Engineering.

Para fazer biotêxteis de alto desempenho, a equipe aproveitou a biossíntese microbiana de nanocelulose, inspirando-se na ciência pré-industrial e indígena. Schiros levantou a hipótese de que um componente principal do cérebro de mamíferos usado por milênios para transformar peles em couro – lecitina fosfatidilcolina – estabilizaria a interação da celulose com água e lipídios em uma emulsão de curtimento e modificaria as propriedades materiais do MC através de seus grupos hidrofílicos para fazer adequado para uso como couro biológico.

Quando os pesquisadores usaram processos tradicionais de bronzeamento cerebral e de fumaça, notaram um aumento na resistência à tração e na ductilidade do MC, o que incentivou essa linha de investigação. Sua descoberta levou ao desenvolvimento de um processo de "curtimento" de lecitina à base de plantas, ecologicamente correto, para nanocelulose, que criou um biocouro forte e compostável.

Este novo processo não apenas transformará o futuro desenvolvimento têxtil, mas também a pesquisa do patrimônio cultural. Enquanto civilizações ao redor do mundo criam têxteis sustentáveis ​​e duráveis ​​desde a antiguidade, a maioria dessas técnicas antigas foi perdida.

"Nossa equipe está agora colaborando com cientistas do Metropolitan Museum of Art para desenvolver um banco de dados de estudos de conservação para artefatos em suas coleções de patrimônio cultural e para entender o mecanismo por trás do bronzeamento de órgãos e cérebros históricos", disse Schiros, professor associado de ciência de materiais da Fashion Institute of Technology e pesquisador associado adjunto no MRSEC de Columbia.

Completando o ciclo do design moderno, os pesquisadores criaram um par de tênis de couro biológico microbiano naturalmente tingidos em colaboração com a Public School NY. Os tênis fazem parte de uma exposição, Towards a Circular Society:Learning from Nature, atualmente em exibição na Wyss Academy for Nature da Universidade de Berna. Eles também serão exibidos em uma exposição separada no Museu de Belas Artes de Montreal.

Este novo estudo baseia-se no repensar bem-sucedido dos pesquisadores sobre a fabricação através da lente dos biomateriais e da economia circular, incluindo duas startups que saíram de seus laboratórios, a Algiknit, que fabrica biofibras à base de algas, e a Werewool, que criou uma plataforma para alta -fibras têxteis regenerativas de alto desempenho com cor e função programadas por DNA, como estiramento ou impermeabilização, fornecidas por proteínas projetadas.

Com suas realizações no aproveitamento do poder dos micróbios e no desenvolvimento de técnicas de processamento verde inspiradas em paleo, Lu e Schiros esperam que a biofabricação desempenhe um papel crítico na facilitação de uma transição para uma economia mais sustentável. A MC oferece uma plataforma de engenharia modular para materiais regenerativos de alto desempenho com várias aplicações, desde engenharia de tecidos até baterias, eletrônicos, biossensores e remediação de poluição, que os pesquisadores continuam explorando.

Schiros acredita que a ampla aplicabilidade de suas pesquisas pode ser apenas uma questão de tempo. Ela acrescentou que "a abordagem de biofabricação desenvolvida aqui pode incentivar e acelerar uma mudança de paradigma para uma economia circular de materiais, fundamental para as metas climáticas globais e o desenvolvimento sustentável". + Explorar mais

A busca por alternativas sustentáveis ​​de couro