Канадские производители щеток сотрудничают с университетами для продвижения исследований биоразлагаемых материалов для щетины

Стремясь удовлетворить глобальное стремление к устойчивому развитию и снизить зависимость от небиоразлагаемых пластиков, ведущие производители щеток в Канаде недавно установили партнерские отношения с ведущими университетами, чтобы начать исследования биоразлагаемых материалов для щетины. Это сотрудничество, охватывающее такие фирмы, как Toronto Brush Works и Vancouver Bristle Tech, а также академические учреждения, в том числе Университет Торонто и Университет Британской Колумбии, направлено на разработку экологически чистых альтернатив, которые соответствуют характеристикам традиционной синтетической щетины и при этом минимизируют воздействие на окружающую среду.

Инициатива возникла на фоне растущего потребительского спроса на экологически чистые косметические товары и товары для дома: в отчете Канадского института устойчивого потребления за 2023 год отмечается увеличение на 42% по сравнению с прошлым годом количества поисковых запросов «кисти без пластика» в Северной Америке. Традиционная щетина кистей, часто изготовленная из нейлона или полиэстера, может разлагаться столетиями, что способствует образованию отходов на свалках и загрязнению микропластиком. Однако биоразлагаемые альтернативы сталкиваются с препятствиями: баланс долговечности, гибкости и стоимости с компостируемостью уже давно тормозит прогресс отрасли.

Центральное место в исследовании занимает выявление жизнеспособного сырья. Команды изучают волокна растительного происхождения (такие как конопля, бамбук и жом сахарного тростника), мицелий (грибковые сети) и побочные продукты сельского хозяйства (например, пшеничную солому и кукурузную шелуху). «Мы уделяем особое внимание материалам местного производства, чтобы уменьшить выбросы углекислого газа», — объясняет доктор Елена Маркес, ведущий исследователь Лаборатории материаловедения Университета Торонто. «Например, волокна конопли, которых много в провинциях прерий Канады, обещают свою естественную прочность — сейчас мы тестируем, как с ними обращаться, чтобы имитировать эластичность синтетической щетины».

Ключевой задачей является обеспечение биоразлагаемости без ущерба для функциональности. «Потребители не перейдут на экологически чистые щетки, если они потеряют форму после нескольких использований», — говорит Майкл Чен, директор по исследованиям и разработкам Vancouver Bristle Tech. Чтобы решить эту проблему, исследователи используют передовые протоколы испытаний: ASTM D5511 на компостируемость (измерение 90%-ного разложения в течение 180 дней) и ISO 12945-2 на характеристики щетины (оценка жесткости, устойчивости и удержания воды). Ранние прототипы, в которых использовалась смесь волокон мицелия и льна, соответствовали 85% стандартам долговечности синтетической щетины, при этом в них постоянно вносятся изменения для повышения износостойкости.

Модель «университет-промышленность» оказывается решающей для быстрых инноваций. «Университеты предоставляют специализированное оборудование — например, наши сканирующие электронные микроскопы для анализа структуры волокон — и академическую строгость, а производители предоставляют реальную информацию о масштабируемости производства», — отмечает доктор Джеймс Уилсон из Программы устойчивого производства Университета Британской Колумбии. Пилотные производственные линии уже проходят испытания, и к концу 2024 года планируется запустить первую коммерческую линию биоразлагаемой щетины, ориентированную на рынки косметических товаров, бытовой химии и промышленных щеток.

Помимо экологических преимуществ, исследование призвано укрепить позиции Канады в мировом секторе экологически чистых материалов. «Строгие европейские законы EPR (расширенная ответственность производителя) и запреты на использование пластика в Калифорнии стимулируют спрос на соответствующую продукцию», — говорит Сара Лю, руководитель отдела устойчивого развития в Toronto Brush Works. «Будучи лидером в области технологий биоразлагаемой щетины, мы не просто соблюдаем правила — мы создаем конкурентное преимущество на мировом рынке экологически чистых щеток стоимостью 2,3 миллиарда долларов».

Поскольку сотрудничество продолжается уже второй год, основное внимание по-прежнему уделяется его расширению. «Следующий этап будет включать оптимизацию производственных процессов, чтобы удержать затраты в пределах 15% от стоимости синтетической щетины», — добавляет Чен. В условиях растущего давления со стороны потребителей и регулирующих органов это партнерство сигнализирует о сдвиге: устойчивые инновации в производстве щеток больше не являются обязательными — за этим будущее.