Realizzare una rivoluzione della moda sostenibile: incontra i fisici che trasformano il legno in vestiti – Physics World

Potresti rimanere un po’ scioccato nel sapere che, secondo un recente studio dell’Unione Europea (UE), la moda e l’abbigliamento a livello mondiale sono responsabili di Il 10% della CO globale₂ emissioni – Si tratta di più dei voli internazionali e delle spedizioni marittime messi insieme. Probabilmente non è qualcosa a cui pensi quando indossi i jeans al mattino, ma i tuoi vestiti hanno un costo ambientale significativo.

In effetti, le stime suggeriscono che la produzione di un paio di jeans emette circa 16.2 chilogrammi di CO₂ – eppure, quasi 2625 chili di vestiti diventano rifiuti ogni secondo. Inoltre, sono necessari circa 10,000-20,000 litri di acqua per produrre un chilo di cotone – più o meno la quantità necessaria per produrre una maglietta e un paio di jeans – e le sostanze chimiche utilizzate per la tintura e il finissaggio del prodotto contribuiscono ulteriormente all’inquinamento dell’acqua.

Anche se la maggior parte di noi potrebbe essere preoccupata da queste cifre preoccupanti, Janne Poranen – all’epoca un fisico presso il Centro di ricerca tecnica finlandese (VTT) – ha deciso di fare qualcosa al riguardo nel 2014. In qualità di capo dei biomateriali presso VTT – la più grande organizzazione finlandese di ricerca e tecnologia – non poteva fare a meno di chiedersi se è stato possibile creare tessuti più sostenibili; quelli realizzati con una minima quantità di acqua, senza l’uso di sostanze chimiche inquinanti e con COXNUMX trascurabile₂ emissioni. Con questo in mente, ha proposto una società spin-off, insieme al fisico, leader del suo team VTT Juha Salmela. Il duo è co-fondatore Spinnova, azienda che oggi trasforma la cellulosa del legno certificato FSC (Forest Stewardship Council) in fibra tessile senza l'utilizzo di sostanze chimiche.

Gira un filo

La scintilla dell'idea della tecnologia è arrivata nel 2009, quando Salmela ha ascoltato un discorso Fritz Vollrath, un biologo evoluzionista presso il Università di Oxford, dove ha delineato le somiglianze tra la seta di ragno e la nanocellulosa. All'epoca, il team di Salmela era concentrato sul flusso della polpa di cellulosa e Salmela pensò: "e se la fibra di legno potesse essere filata in fibra tessile in modo simile al processo naturale della tela di un ragno?"

Infatti, Spinnova è stata in grado di trasformare meccanicamente la pasta di legno in fibre su microscala, che sono allineate in una catena ed estratte ad alta pressione attraverso un minuscolo ugello in un filo simile al cotone. Le fibre vengono poi essiccate e raccolte, pronte per essere filate. "Tutte le fibre di cellulosa artificiali si basano su processi di dissoluzione: non eseguiamo alcuna dissoluzione della materia prima", spiega Poranen.

Queste nuove fibre utilizzano il 99.5% in meno di acqua e il 74% in meno di emissioni di CO₂ rispetto al cotone convenzionale e sono sia riciclabili che biodegradabili. Oltre ad essere prive di sostanze chimiche, le fibre Spinnova sono anche prive di microplastiche. Entro il 2033, l’azienda stima che le sue fibre potrebbero sostituire il 4% della fornitura mondiale di cotone da 44 miliardi di euro, mettendo meno pressione sull’ambiente e migliorando potenzialmente la sicurezza dei lavoratori tessili.

Poranen e Salmela hanno impiegato otto anni, dalla fondazione dell'azienda alla commercializzazione, e oggi hanno 37 brevetti internazionali e più di 40 brevetti in attesa di approvazione. Poranen ritiene che il loro background in fisica li abbia preparati bene per questo lungo ma entusiasmante viaggio verso la soluzione della dipendenza dell'industria della moda dai tessuti dannosi per l'ambiente.

Seguendo il flusso

Il percorso di Poranen come fisico è iniziato in circostanze insolite. Aveva appena terminato il servizio militare obbligatorio in Finlandia, quando tornò a casa e trovò una lettera da una delle tante università a cui aveva fatto domanda. Diceva che Poranen avrebbe potuto studiare fisica senza sostenere un esame di ammissione perché aveva ottenuto ottimi voti al liceo. Poranen ha debitamente iniziato al Università di Jyväskylä in Finlandia, dove si è laureato nel 1997, insieme a un diploma di insegnamento. “Stavo – e sto ancora – seguendo il flusso”, dice.

Poranen aveva inizialmente programmato di diventare insegnante di fisica, ma dopo aver apprezzato molto il suo master in dinamica dei flussi e reologia presso la stessa università, in collaborazione con l'azienda di pasta e carta Valmet, ha deciso di proseguire con un dottorato di ricerca. "All'inizio non avevo intenzione di fare un dottorato perché pensavo che la fisica fosse troppo difficile per me", dice Poranen. "Sono stato selezionato per un programma di laurea che prevedeva una stretta collaborazione tra l'industria e l'università, ed è qui che ho esaminato il tipo di proprietà reologiche necessarie per ottenere determinati tipi di applicazioni di rivestimento della carta."

Poranen ha anche lavorato al VTT come ricercatore durante il suo dottorato di ricerca e, prima di completarlo nel 2001, ha finito per lavorare come ricercatore in scambio per più di un anno con Douglas Bousfield presso l’Università del Maine negli Stati Uniti. Lì, Poranen ha imparato di più sullo sviluppo di modelli semplificati per rappresentare i processi industriali, come il rivestimento e la stampa della carta, e su come verificarli con esperimenti. Quando le fibre di carta vengono trattate meccanicamente, vengono generate fibrille su scala fine chiamate nanofibrille di cellulosa (CNF). Come ha appreso Poranen, questi possono essere utilizzati in varie applicazioni come rivestimenti, vernici e dispositivi medici. Più tardi, Bousfield finì come esaminatore di dottorato di Poranen.

Ben presto, Poranen sapeva che preferiva la fisica applicata e che una carriera accademica tradizionale non era la strada per lui. Dopo il dottorato, ha continuato come ricercatore presso VTT, ma ha presto assunto ruoli manageriali nel settore forestale, che consiste essenzialmente nel supervisionare i prodotti, le attività e la gestione delle foreste e dei boschi – siano essi legname, studi sulla fauna selvatica, biodiversità, attività ricreative e Di più. Poranen ha ricoperto una serie di incarichi, dalla creazione di nuovi consorzi di clienti alla gestione di studi di ricerca e sviluppo da sei a otto team in qualità di responsabile della tecnologia. "Il risultato principale del nostro team è stato quello di trasformare la ricerca del VTT nel settore forestale in una ricerca leader a livello globale", afferma Poranen, che è rimasto in quella posizione per quasi otto anni prima di passare a lavorare sulla ricerca del VTT sui biomateriali. Divenne capo di questo dipartimento, gestendo sei gruppi di ricerca e 120 dipendenti.

Nel 2011, VTT stava selezionando i suoi futuri leader per partecipare a un programma virtuale di innovazione e gestione aziendale della durata di un anno presso IMD Business School a Losanna. Poranen è stato felice di essere uno dei pochi selezionati per partecipare, da un gruppo di oltre 3000 ricercatori. Infatti, ritiene che sia stato questo programma a dargli la fiducia necessaria per creare Spinnova. È stato qui che “ha imparato nozioni di leadership, gestione e strategia, oltre ad aiutarmi a guardare al quadro più ampio. E questo ha reso me, che provengo dalla foresta della Finlandia centrale, abbastanza coraggioso da proporre innovazioni radicali”.

Girando fuori

Sebbene Poranen fosse a capo del settore biomateriali presso VTT da circa un anno, sapeva in cuor suo che la tecnologia sviluppata dal team di Salmela era rivoluzionaria. "È stata la migliore innovazione che avessi mai visto uscire dal settore della pasta e della carta", afferma. Anche se Poranen non è stato personalmente coinvolto nei dettagli della tecnologia, ha scoperto che “con il mio background in fisica, è stato facile per me capire che si trattava di un’innovazione radicale che doveva essere portata su scala industriale”.

Poranen aveva incontrato Salmela durante i suoi studi universitari in fisica. Unendo le loro competenze, credeva che insieme avrebbero potuto portare avanti la loro idea brevettata di produrre fibre tessili dalla cellulosa e trasformare l'industria della moda. Tre ricercatori chiave del team di Salmela – due fisici e un ingegnere – si sono uniti a loro fin dall'inizio, facilitando il decollo dell'azienda. “Avevamo tutte le competenze di cui avevamo bisogno, ma dovevamo trovare modi per adattare la tecnologia dal laboratorio; ci sono stati molti tentativi ed errori”, afferma Poranen. Oggi Salmela è il chief technology officer di Spinnova.

Inizialmente, Spinnova cercò di produrre filati filamentosi da fibre di pasta di carta, ma due anni dopo, dopo aver acquistato la proprietà intellettuale da VTT, abbandonò l’idea per la cellulosa microfibrillata sostenibile (spesso chiamata nanocellulosa). "È stata una decisione importante", afferma Poranen. Nonostante i cambiamenti di ruolo – da responsabile dei biomateriali presso VTT ad amministratore delegato di Spinnova (incarico che ha ricoperto fino al 2022) – non è cambiato molto, poiché ha continuato a essere coinvolto nella strategia e nei finanziamenti. Ma Poranen riconosce che lavorare per la propria azienda ha aumentato le sue responsabilità e il suo carico di lavoro. "Ho lavorato ventiquattro ore su ventiquattro negli ultimi sette anni", afferma Poranen.

Ma tutto il suo duro lavoro ha dato i suoi frutti. Nel 2019 Spinnova ha finalmente avviato un impianto di produzione su scala pilota a Jyväskylä, in Finlandia. Già diversi rinomati marchi di abbigliamento come H&M, Adidas e Marimekko si erano interessati alla fibra e avevano iniziato a collaborare con il reparto ricerca e sviluppo di Spinnova. Il loro impianto di produzione iniziale era solo un seminterrato, ma “nel 2021 siamo riusciti a convincere noi stessi e i nostri partner, con sede in Brasile Suzano – il più grande produttore mondiale di pasta di legno duro – che eravamo pronti a espanderlo a livello commerciale”, afferma, aggiungendo che il loro processo produce solo “qualcosa come un minuscolo capello”, quindi è stata una sfida espandersi.

Si dà il caso che, alla fine di maggio di quest'anno, il prima struttura commerciale viene avviata la produzione della fibra SPINNOVA®. Gestito da Woodspin – una joint venture tra Spinnova e Suzano – il loro obiettivo è produrre ogni anno 1000 tonnellate della sua fibra tessile da alberi di eucalipto coltivati ​​in modo responsabile. “Il processo di produzione della fibra brevettato da Spinnova non richiede sostanze chimiche dannose o dissoluzione, né genera rifiuti o microplastiche”, spiega Salmela. Aggiunge che il loro processo “ha un’impronta di carbonio nel ciclo di vita inferiore del 74% e utilizza il 99.5% in meno di acqua rispetto alla produzione convenzionale di cotone. Il risultato è una fibra tessile naturale, simile al cotone, che soddisfa i rigorosi requisiti ambientali e prestazionali sia dei marchi che dei consumatori e, attraverso strutture come questa, può ora essere prodotta su larga scala”.

Scalabilità globale

Sebbene Poranen non sia più responsabile di Spinnova a livello operativo, è entusiasta che l’azienda sia finalmente arrivata su scala commerciale. Nel suo nuovo ruolo di presidente esecutivo del consiglio di amministrazione di Spinnova, può ora fare un passo indietro e guardare al futuro a lungo termine dell'azienda. “Come amministratore delegato ero sostanzialmente responsabile di tutto; tutti tornano sempre da te, chiedendoti se va bene fare questo o quello o come andare avanti, e così via", spiega. "Praticamente gestisci l'intera azienda ed è una montagna russa emotiva perché un giorno l'azienda può trovarsi in una brutta posizione ma il giorno dopo va bene."

L'obiettivo di Poranen è che Spinnova diventi un'azienda leader a livello mondiale nel settore delle fibre tessili sostenibili. “Il grande sogno è riuscire a espanderlo a livello globale”, afferma. Per Poranen, la pasta di legno facilmente disponibile è la soluzione migliore per Spinnova per raggiungere una scala di massa. Ma, in linea di principio, la tecnologia di Spinnova può utilizzare qualsiasi tipo di cellulosa – sia essa cellulosa agricola o ricavata da rifiuti organici, o scarti di cuoio e tessili – per produrre la propria fibra. Infatti, a partire da settembre di quest'anno, Spinnova ha collaborato con un'azienda svedese di riciclaggio dei tessili Rinnovacell per trasformare la fibra tessile di scarto in nuova fibra tessile di origine biologica. La tecnologia di Renewcell consente di riciclare i rifiuti tessili come cotone e viscosa in un prodotto di pasta biodegradabile chiamato “Circulose”, che può poi essere utilizzato per produrre nuova fibra. Finora, la Circulose è stata utilizzata solo per creare fibre cellulosiche artificiali, come la viscosa. Grazie alla collaborazione con Spinnova, la pasta Circulose può ora essere utilizzata per fabbricare fibre tessili di origine biologica, senza l’uso di sostanze chimiche dannose nel processo di filatura delle fibre. Infatti, Spinnova ha già prodotto i primi lotti di filati e tessuti utilizzando il 100% di Circulose e ha realizzato i primi prototipi da una miscela di cotone e fibra Spinnova a base di Circulose. Spinnova stima che i primi prodotti di consumo saranno disponibili entro la fine del 2024.

Nonostante le sfide, Poranen crede che la sua esperienza in fisica lo abbia preparato a tutto. "La fisica in sé è estremamente difficile, ma impari a risolvere problemi quasi impossibili", afferma. "La lezione più grande che la fisica mi ha insegnato è di non aver paura di qualunque sfida si presenti davanti a te e di continuare ad andare avanti."

• Distribuzione di contenuti basati su SEO e PR. Ricevi amplificazione oggi.
• PlatoData.Network Generativo verticale Ai. Potenzia te stesso. Accedi qui.
• PlatoAiStream. Intelligenza Web3. Conoscenza amplificata. Accedi qui.
• PlatoneESG. Carbonio, Tecnologia pulita, Energia, Ambiente, Solare, Gestione dei rifiuti. Accedi qui.
• Platone Salute. Intelligence sulle biotecnologie e sulle sperimentazioni cliniche. Accedi qui.
• Fonte: https://physicsworld.com/a/spinning-a-sustainable-fashion-revolution-meet-the-physicists-turning-wood-into-clothes/