يتعاون مصنعو الفرشاة الكنديون مع الجامعات لتطوير أبحاث المواد ذات الشعر الخشن القابلة للتحلل

في محاولة لمعالجة الدفع العالمي نحو الاستدامة وتقليل الاعتماد على المواد البلاستيكية غير القابلة للتحلل الحيوي، أقامت الشركات الرائدة في تصنيع الفرش في كندا مؤخرًا شراكات مع أفضل الجامعات لإجراء أبحاث رائدة في المواد الخشنة القابلة للتحلل الحيوي. ويهدف هذا التعاون، الذي يشمل شركات مثل Toronto Brush Works وVancouver Bristle Tech إلى جانب المؤسسات الأكاديمية بما في ذلك جامعة تورنتو وجامعة كولومبيا البريطانية، إلى تطوير بدائل صديقة للبيئة تتناسب مع أداء الشعيرات الاصطناعية التقليدية مع تقليل التأثير البيئي.

وتأتي هذه المبادرة وسط طلب المستهلكين المتزايد على منتجات التجميل والمنتجات المنزلية المستدامة، حيث أشار تقرير عام 2023 الصادر عن المعهد الكندي للاستهلاك المستدام إلى زيادة بنسبة 42٪ على أساس سنوي في عمليات البحث عن "فرش خالية من البلاستيك" في أمريكا الشمالية. يمكن أن تستغرق شعيرات الفرشاة التقليدية، والتي غالبًا ما تكون مصنوعة من النايلون أو البوليستر، قرونًا لتتحلل، مما يساهم في نفايات مدافن النفايات والتلوث باللدائن الدقيقة. ومع ذلك، تواجه البدائل القابلة للتحلل الحيوي عقبات: فالموازنة بين المتانة والمرونة والتكلفة مع القابلية للتحلل أعاقت تقدم الصناعة لفترة طويلة.

محور البحث هو تحديد المواد الخام القابلة للحياة. تستكشف الفرق الألياف النباتية (مثل القنب والخيزران وتفل قصب السكر)، والأفطورة (الشبكات الفطرية)، والمنتجات الثانوية الزراعية (مثل قش القمح وقشور الذرة). توضح الدكتورة إيلينا ماركيز، الباحثة الرئيسية في مختبر علوم المواد بجامعة تورونتو: "نحن نركز على المواد التي يتم الحصول عليها من مصادر محلية لتقليل البصمة الكربونية". "على سبيل المثال، تُظهِر ألياف القنب المتوفرة بكثرة في مقاطعات البراري في كندا نتائج واعدة بالنسبة لقوتها الطبيعية، ونحن الآن نختبر كيفية معالجتها لتقليد مرونة الشعيرات الاصطناعية."

ويتمثل التحدي الرئيسي في ضمان قابلية التحلل الحيوي دون التضحية بالوظائف. يقول مايكل تشين، مدير البحث والتطوير في شركة Vancouver Bristle Tech: "لن يتحول المستهلكون إلى الفرش الصديقة للبيئة إذا فقدوا شكلهم أو فقدوه بعد عدة استخدامات". ولمعالجة هذه المشكلة، يستخدم الباحثون بروتوكولات اختبار متقدمة: ASTM D5511 للتحلل (قياس 90% من التدهور خلال 180 يومًا) وISO 12945-2 لأداء الشعيرات (تقييم الصلابة والمرونة واحتباس الماء). استوفت النماذج الأولية التي تستخدم مزيجًا من ألياف الغزل الفطري والكتان 85% من معايير متانة الشعيرات الاصطناعية، مع تعديلات مستمرة لتعزيز مقاومة التآكل.

لقد أثبت نموذج الجامعة والصناعة أنه حاسم في الابتكار السريع. يقول الدكتور جيمس ويلسون من برنامج التصنيع المستدام بجامعة كولومبيا البريطانية: "تجلب الجامعات معدات متخصصة - مثل المجاهر الإلكترونية الماسحة لتحليل بنية الألياف - والدقة الأكاديمية، بينما توفر الشركات المصنعة رؤى واقعية حول قابلية التوسع في الإنتاج". خطوط الإنتاج التجريبية قيد الاختبار بالفعل، مع خطط لإطلاق أول خط تجاري للشعيرات الخشنة القابلة للتحلل بحلول أواخر عام 2024، والذي يستهدف أسواق التجميل والتنظيف المنزلي والفرش الصناعية.

وإلى جانب الفوائد البيئية، يستعد البحث لتعزيز مكانة كندا في قطاع المواد المستدامة العالمي. تقول سارة ليو، رئيسة قسم الاستدامة في شركة Toronto Brush Works: "إن قوانين EPR (مسؤولية المنتج الموسعة) الصارمة في أوروبا وحظر البلاستيك في كاليفورنيا تؤدي إلى زيادة الطلب على المنتجات المتوافقة". "من خلال الريادة في تكنولوجيا الشعيرات القابلة للتحلل الحيوي، فإننا لا نفي باللوائح التنظيمية فحسب، بل نخلق ميزة تنافسية في سوق الفرش العالمية الصديقة للبيئة بقيمة 2.3 مليار دولار."

ومع دخول التعاون عامه الثاني، يظل التركيز على توسيع النطاق. ويضيف تشين: "ستتضمن المرحلة التالية تحسين عمليات التصنيع لإبقاء التكاليف في حدود 15% من الشعيرات الاصطناعية". ومع تصاعد الضغوط الاستهلاكية والتنظيمية، تشير هذه الشراكة إلى تحول: فالابتكار المستدام في تصنيع الفرشاة لم يعد اختياريًا - إنه المستقبل.