Zašto?

Problematika otpuštanja čestica mikroplastike (MP) iz poliesterskih tekstilija nametnula je prodručja istraživanja ovoga projekta s ciljem procjene i smanjenja otpuštanja mikroplastike tekstilnog porijekla u okoliš primjenom:

• inovativnih  procesa pranja

• ekološki prihvatljive obrade biopolimerom kitozanom.

Inovativan proces pranja uključuje modifikaciju standardnog procesa preko prilagodbe procesnih parametara pranja na svojstva sintetskih tekstilija. Ovaj program pranja će uključiti koncept postepenog hlađenja (Cool down) kupelji glavnog pranja prije postupka ispiranja.

Ekološki prihvatljiva obrada poliesterskih tkanina i pletiva uključit će modifikaciju površine biopolimerom kitozanom s ciljem smanjivanja otpuštanja čestica mikroplastike tekstilnog porijekla u okoliš. Važnost projekta za društvo i gospodarstvo se temelji na istraživanjima koja su identificirana u području IRI - S3 (Istraživanje - Razvoj - Inovacije - Strategija pametne specijalizacije). Obuhvaćena su 2 tematska prioritetna područja: Zdravlje i kvaliteta života i Energija i održivi okoliš, te horizontalna tema: Ključne razvojne tehnologije (KET).

​

Kako?

Projektnim aktivnostima planira se istražiti utjecaj inovativnog procesa pranja s postepenim hlađenjem kupelji (Cool down) i standardnog procesa pranja na stanje površine i otpuštanje čestica MP iz poliesterskih tekstilija. Sustav „Cool down“ temelji se na postepenom smanjivanju temperature kupelji za pranje gradijentnom brzinom manje od 4°C/minuti. Nakon završetka ciklusa glavnog pranja na 60°C u kupelj će se dozirati svježa voda prema preporučenom gradijentu, do temperature kupelji 30°C. U sklopu ovog projekta će se poliesterske tekstilije, tkanine i pletiva od 100% PES vlakana i PES/Pamuk mješavine, obraditi biopolimerom kitozanom. Neobrađene i biopolimerom obrađene tkanine i pletiva prije i nakon pranja standardnim i inovativnim procesima će se analizirati fizikalno-kemijskim metodama. Primijenit će se mikroskopija (SEM- skenirajuća elektronska mikroskopija, optički mikroskop), spektroskopija (FTIR), elektrokinetika (potencijal strujanja), pirolitičko plinska kromatografija s masenim spektrometrom (Py-GC/MS), metoda ispitivanja otpornosti na habanje i generiranje pilinga, remisijska spektrofotometrija  i antimikrobna aktivnost prema modificiranim AATCC 100 i AATCC 147. S ciljem procjene otpuštanja MP čestica pri standardnom i inovativnom procesu pranja neobrađenih i kitozanom obrađenih tkanina i pletiva, provest će se fizikalno-kemijska karakterizacija procesnih voda, MP čestica otpuštenih u procesu pranja i ispiranja, čestica zaostalih u/na filtarskom kolaču i filtratu nakon provedene filtracije. Fizikalno-kemijske karakteristike procesnih voda te filtrata pratit će se određivanjem pH vrijednosti, elektrovodljivosti, mutnoće, ukupne otopljene tvari (TDS), ukupne suspendirane tvari (TSS), kemijske potrošnje kisika (KPK) i biokemijske potrošnje kisika (BPK). S obzirom na nedefiniranu metodologiju karakterizacije otpuštenih čestica u procesnoj vodi, za određivanje kvalitativnih i kvantitativnih karakteristika, u sklopu ovog projekta provest će se analiza raspodjele veličine čestica (PSD analiza-Particle Size Distribution). Temeljem rezultata PSD analize, provest će se filtracija, a karakterizacija čestica zaostalih u filtarskom kolaču provest će se metodom Py-GC/MS, FTIR spektroskopijom te mikroskopiranjem (SEM, optički) kako bi se odredile kvalitativne i kvantitativne karakteristike otpuštenih MP čestica. Metodologija modeliranja procesa primijenit će se na svim rezultatima spektroskopskih i elektrokinetičkih analiza neobrađenih i kitozanom obrađenih tkanina i pletiva prije i nakon pranja kao i rezultatima analize filtarskog kolača. Dobiveni podaci zajedno sa svim rezultatima karakterizacije voda nakon procesa pranja činit će matricu podataka (data matrix) na osnovi koje će se provesti multivarijantna analiza podataka (MVA).

​

Tko?

Suradnici i doktorandi u istraživačkoj skupini djelatnici su sastavnica Sveučilišta u Zagrebu (Tekstilno-tehnološki fakultet, Prehrambeno-biotehnološki fakultet i Medicinski fakultet), Hrvatskog zavoda za javno zdravstvo i Univerze v Mariboru Fakulteta za strojništvo kao inozemnog partnera. 

Članovi istraživačke skupine zaduženi su za:

• provedbu standardnog i inovativnog postupka pranja 

• ekološki prihvatljivu obradu sintetskih tkanina i pletiva kitozanom 

• fizikalno-kemijsku karakterizaciju neobrađenih i kitozanom obrađenih tkanina i pletiva prije i nakon provedbe standardnog i inovativnog procesa pranja.

• fizikalno-kemijsku karakterizaciju vode nakon pranja, filtrata i filtarskog kolača nakon provedene filtracije. 

• multivarijantnu analiza dobivenih podataka i formiranje portfolija.

​

Gdje?

Većina istraživanja će se provoditi u laboratorijima Tekstilno-tehnološkog fakulteta, koji raspolažu adekvatnim prostorom i dostupnom opremom, te opremom koja će se nabaviti iz sredstava projekta. Na Medicinskom fakultetu provest će se antimikrobna aktivnost biopolimerima obrađenih tkanina, a pirolitičko plinska kromatografija s masenim spektrometrom (Py-GC/MS) za analizu tekstilija i filtarskog kolača na Hrvatskom zavodu za javno zdravstvo. Multivarijantna analiza će se provesti na Prehrambeno-biotehnološkom fakultetu, a analiza raspodjele veličine čestica (PSD) je planirana kao usluga u vanjskom laboratoriju.

​

Što očekujemo?

• provjeren koncept inovativnog procesa pranja prema procjeni otpuštanja MP čestica iz poliesterskih tkanina i pletiva, 

• značaj kitozan - biopolimerne tekstilne strukture u otpuštanju MP čestica,

• doprinos razvoju metodologije za procjenu otpuštenih MP čestica,

• publikacije u međunarodnim znanstvenim časopisima, sudjelovanje na međunarodnim konferencijama, međunarodnu suradnju i sl.,

• stečena nova znanja te osiguran prijenos znanja na mlade istraživače i njihovo uključivanje u istraživanja od nacionalnog, ali i međunarodnog značaja kroz završne, diplomske i ostale kvalifikacijske radove,

• doprinos jačanju kapaciteta Sveučilišta u Zagrebu Tekstilno-tehnološkog fakulteta te suradničkih sastavnica (Prehrambeno-biotehnološki fakultet i Medicinski fakultet) te  Hrvatskog zavoda za javno zdravstvo i inozemnog sveučilišta (Univerza v Mariboru, Fakulteta za strojništvo) u području ključnih naprednih tehnologija (eng. Key enabling tehnology - KET).

​

​

​