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每年丟棄的15萬噸服裝和其他紡織品中，只有不到92%被回收利用，部分原因是它們很難分類。由密歇根大學領(lǐng)導(dǎo)的團隊開發(fā)的用廉價光子光纖制成的編織標簽可以改變這一點。

(資料圖片僅供參考)

“這就像直接編織到服裝面料中的條形碼，”UM材料科學與工程教授，先進材料技術(shù)研究的通訊作者Max Shtein說?！拔覀兛梢远ㄖ乒饫w的光子特性，使它們?nèi)庋劭梢?，只有在近紅外光或任何組合下才能讀取。

普通的標簽通常不會持續(xù)到服裝的使用壽命——它們可能會被剪掉或清洗，直到難以辨認，無標簽的信息可能會消失。如果將標簽編織到織物中，回收可能會更有效，在需要讀取之前不可見。這就是新纖維可以做到的。

回收商已經(jīng)在使用近紅外分揀系統(tǒng)，根據(jù)其天然存在的光學特征識別不同的材料——例如，水瓶中的PET塑料在近紅外光下看起來與牛奶罐中的HDPE塑料不同。不同的織物也具有不同的光學特征，但Shtein實驗室的博士后研究員，該研究的主要作者Brian Iezzi解釋說，由于混紡織物的普遍存在，這些簽名對回收商的用途有限。

“要使真正的循環(huán)回收系統(tǒng)發(fā)揮作用，重要的是要了解織物的精確成分 - 棉花回收商不想為70%聚酯制成的服裝付費，”Iezzi說?！白匀还鈱W特征不能提供這種水平的精度，但我們的光子光纖可以。

該團隊通過將Iezzi和Shtein的光子專業(yè)知識(通常應(yīng)用于顯示器，太陽能電池和光學濾光片等產(chǎn)品)與麻省理工學院林肯實驗室的先進紡織功能相結(jié)合，開發(fā)了該技術(shù)。該實驗室致力于將光子特性整合到與大規(guī)模生產(chǎn)兼容的工藝中。

他們從預(yù)制棒(一種由數(shù)十層交替層組成的塑料原料)開始完成任務(wù)。在這種情況下，他們使用了丙烯酸和聚碳酸酯。雖然每一層都是透明的，但兩種材料的組合會彎曲和折射光線，以產(chǎn)生看起來像顏色的光學效果。這是賦予蝴蝶翅膀閃閃發(fā)光的基本現(xiàn)象。

瓶坯被加熱，然后機械地拉入一根細如頭發(fā)的纖維鏈中——有點像太妃糖。雖然制造工藝方法與用于制造聚酯等傳統(tǒng)合成纖維的擠出技術(shù)不同，但它可以生產(chǎn)相同的數(shù)英里長的纖維束。然后可以使用紡織品制造商已經(jīng)使用的相同設(shè)備處理這些股線。

通過調(diào)整材料的組合和拉動預(yù)制棒的速度，研究人員調(diào)整了纖維以產(chǎn)生所需的光學特性并確?？苫厥招?。雖然光子光纖比傳統(tǒng)紡織品更昂貴，但研究人員估計，它只會導(dǎo)致成品成本的小幅增加。

“光子光纖只需要占一小部分 - 僅占成品服裝的1%，”Iezzi說?！斑@可能會使成品的成本增加約25美分 - 類似于我們都熟悉的那些使用和護理標簽的成本。

Shtein說，除了使回收更容易之外，光子標簽還可以用來告訴消費者商品的制造地點和方式，甚至驗證品牌產(chǎn)品的真實性。這可能是為客戶增加重要價值的一種方式。

“隨著手機等電子設(shè)備變得越來越復(fù)雜，它們可能有能力讀取這種光子標簽，”Shtein說?！八晕铱梢韵胂笠粋€未來，編織標簽對消費者和回收商來說都是一個有用的功能。