پژوهشگران دانشگاه «ماهیدول» تایلند با بهره‌گیری از الیاف برگ‌های آناناس (PALF)، نوعی چرم بیولوژیک تولید کرده‌اند که از نظر استحکام مکانیکی، هم‌سطح چرم طبیعی است و از جایگزین‌های قارچی و گیاهی موجود در بازار بسیار پیشی می‌گیرد. این نوآوری، مسیر را برای یک آینده بدون کراکت در صنعت چرم هموار می‌سازد.

یک فرآیند ۱۰۰٪ زیستی و بدون سم

برخلاف بسیاری از «چرم‌های گیاهی» موجود که برای استحکام از پلیمرهای مصنوعی و پلاستیک‌ها وابسته هستند، تیم تحقیقاتی تایلندی روشی کاملاً سبز ابداع کرده است. در این روش، الیاف سلولزیکی برگ‌های آناناس با استفاده از چسب‌های طبیعی و لاتکس در هم تنیده می‌شوند، به‌گونه‌ای که حذف کل مواد شیمیایی سمی و پلاستیک از چرخه تولید محقق شده است. نتایج این پژوهش پیشگام در ژورنال معتبر Sustainability منتشر و توسط رسانه‌های علمی چون New Atlas به عنوان یک «جایگزین پایدار و با صرفه اقتصادی» برای متحول کردن صنعت چرم توصیف شده است.

🔗 بیشتر بخوانید: مایکروسافت و OpenAI به گمان زیادً روی یک شرکت رباتیک اندوخته‌گذاری می‌کنند

چالش‌های جایگزین‌های فعلی چرم حیوانی

تا پیش از این، دو رده اصلی جایگزین‌ها وجود داشتند: اول، چرم‌های بر پایه قارچ (مانند MuSkin) که اگرچه زیستی بودند، اما مقاومت مکانیکی ضعیفی داشتند و در برابر برش و کشش سرعاناً دچار خرابی می‌شدند. دوم، چرم‌های ترکیبی گیاهی (مانند Piñatex) که علیرغم استفاده از الیاف طبیعی، برای افزایش دوام به شدت به رزین‌های پلاستیکی نیاز داشتند که قابلیت تجدیدپذیری نهایی محصول را از بین می‌برد. چرم PALF این دو معضل را به طور همزمان حل کرده است: هم کاملاً زیست‌تخریب‌پذیر است و هم از استحکام فوق‌العاده‌ای برخوردار است.

مراحل کلیدی تولید چرم PALF

فرآیند تولید این متریال نوین، الهام‌گرفته از روش سنتی کاغذسازی است اما با دقت مهندسی بالا اجرا می‌شود:

🔗 بیشتر بخوانید: امروز در فضا: انتشار کردن یافته‌های فضاپیمای انتگرال_دوپلر

• تهیه مواد اولیه: برگ‌های ضایعه صنعت آناناس شسته، به قطعات ۶ میلی‌متری بریده و در محلول چسب طبیعی سبز قرار می‌گیرند.
• پاکسازی و جداسازی: مواد غیرالیافی جدا شده و الیاف خالص PALF به دست می‌آیند. پژوهشگران دو نوع الیاف تولید کردند: خالص و модиفای شده با سودیم هیدروکسید برای دستیابی به طیف وسیعی از خواص فیزیکی.
• تشکیل بافت: الیاف رویMPLATE‌های مسطح چیده شده و در فرآیندی مشابه کاغذسازی، به صورت صفحات منسجم در می‌آیند.
• پوشش و کیور: لایه‌ای نازک از لاتکس طبیعی بر روی صفحات الیافی spalش داده شده و نهایی‌محصول ۲۴ ساعت در دمای ۷۰ درجه سانتی‌گراد تحت فشار قرار می‌گیرد تا بولیمریزاسیون کامل اتفاق بیفتد.

بررسی میکروسکوپی و نتایج آزمایشگاه

تصاویر میکروسکوپ الکترونی اسکنینگ (SEM) بافتی متراکم، یکپارچه و بدون حفره‌های هوایی را نشان می‌دهد. در آزمون‌های استاندارد کشش و برش، چرم PALF عملکردی بی‌نظیر در میان رقبای زیستی خود ثبت کرد:

• مقاومت کششی ۱۲.۳ مگاپاسکال: این عدد، ۶۰ برابر مقاومت چرم قارچی MuSkin (۰.۲ مگاپاسکال) و سه برابر چرم معروف Piñatex است.
• سختی و مقاومت برش بهینه: مقادیر ثبت شده این پارامترها در محدوده ایده‌آل برای کاربرد در صنعت کفش، کیف و مبلمان قرار دارد.

رنگ‌آمیزی طبیعی و مقیاس‌پذیری صنعتی

تیم پژوهش برای اثبات قابلیت تطبیق با نیازهای طراحی، نمونه‌ها را با رنگدانه‌های کاملاً طبیعی استخراج شده از هویج، قهوه و سایر منابع گیاهی رنگ‌آمیزی کردند. این کار نشان می‌دهد که برای دستیابی به طیف رنگی متنوع، نیازی به رنگ‌های آلی سمی و فلزات سنگین نیست. با توجه به حجم عظیم ضایعه برگ آناناس در صنایع غذایی جهانی، تامین مواد اولیه برای تولید مقیاس‌پذیر این چرم، هیچ چالش لوجیستیکی نخواهد داشت.

آینده‌نگری: اقتصاد دایره در عمل

ظهور چرم PALF تنها یک جایگزین مواد نیست، بلکه نماد تغییر پارادایم به سمت «اقتصاد دایره» است. تبدیل ضایعه کشاورزی (برگ آناناس) به یک متریال پرارزش، دوام‌دار و کاملاً قابل بازگشت، دقیقاً مدلی است که صنعت مد و اتومبیل‌سازی برای دستیابی به اهداف توسعه پایدار (SDGs) به دنبال آن هستند. با ادامه بهینه‌سازی‌های فرآیندی، انتظار می‌رود این متریال در عرض چند سال آینده سهم قابل توجهی از بازار چرم‌های لوکس و فنی را تسخیر کند.