Le fibre fotoniche o PCF, Photonic Crystal Fiber, sono speciali fibre ottiche con una microstruttura integrata, nella maggior parte costituita cavità nel vetro del core, con migliore confinamento della luce rispetto alle fibre convenzionali. Le principali applicazioni sono nel campo delle comunicazioni e nei sensori a elevata sensibilità, ma i ricercatori dell’Università del Michigan avrebbero trovato un nuovo campo di impiego: il riciclaggio dei prodotti tessili.
Abbigliamento e tessuti dismessi sono difficili da smistare, e questa operazione è indispensabile prima di procedere con il recupero dei materiali che variano a seconda della composizione del tessuto. In Europa vi sono impianti di selezione dei tessuti in grado di elaborare fino a 24.000 tonnellate/anno di rifiuti tessili utilizzando la firma a infrarossi (IR) delle diverse fibre costituenti. L’idea dei ricercatori è stata allora quella di progettare una fibra fotonica con una risposta nel near-IR, leggibile con gli stessi sistemi in uso, ma che fornisse un’informazione precisa sulla composizione del tessuto tramite dati fotonici codificati.
Il colore strutturale nella nuova fibra deriva da un cristallo fotonico unidimensionale in cui materiali polimerici diversi sono più volte stratificati, con ogni strato di spessore dell’ordine di 1μm, e i fotoni incidenti di lunghezza d’onda nelle regioni del visibile e del vicino IR subiscono molteplici riflessioni che possono essere codificate.
Le fibre sono prodotte da una preforma riscaldata e tirata meccanicamente; regolando il mix di materiali e la velocità con cui viene tirata la preforma, è possibile “sintonizzare” le fibre per ottenere diverse proprietà ottiche, da cui una firma ottica leggibile con sorgenti luminose e spettrometri comuni, che può indicare ai riciclatori l’esatta composizione di un tessuto, quasi si tratti di un codice a barre intessuto nell’indumento.
Un processo alla portata di tutti
I ricercatori ipotizzano che in un prossimo futuro anche un normale consumatore potrà essere in grado di effettuare lo scanning di queste fibre attraverso uno smartphone.
Il processo di realizzazione e integrazione di fibre fotoniche nei tessuti è stato brevettato, e ora si attende una partnership per commercializzare questo nuovo metodo di identificazione dei materiali costituenti un capo di abbigliamento.
