التطوير الصديق للبيئة للمنسوجات متعددة الوظائف باستخدام مستخلص تبن الأرز

تحويل نفايات المزارع إلى قماش مفيد

كل عام تتراكم كميات هائلة من تبن الأرز بعد الحصاد وغالباً ما تُحرق، مما يزيد من تلوث الهواء ومشاكل المناخ. تُظهر هذه الدراسة كيف يمكن تحويل تلك «النفايات» بدلاً من ذلك إلى تشطيب نباتي لطيف يلوّن الأقمشة ويُحمي بشرتنا، مما يوفر مساراً أنظف لملابس تجمع بين الجاذبية والوظيفة.

من حقول الأرز إلى قماش ملون

ركز الباحثون على تبن الأرز، السيقان الجافة المتبقية بعد نزع حبات الأرز. وبدلاً من التخلص منها، قاموا بتفكيكها بلطف باستخدام عملية قاعدية بسيطة مدفأة بأشعة الشمس، مما أنتج سائلاً داكناً غنياً بالمركبات النباتية الطبيعية. ومن هذا السائل استخرجوا خليطاً مركزاً أطلقوا عليه مستخلص تبن الأرز، غني بالمركبات الفينولية والفلافونويدات—عائلات جزيئية معروفة بقدرتها على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية ومحايدة الأنواع التفاعلية الضارة. أكدت التحليلات الكيميائية الدقيقة أن المستخلص يغلب عليه مركبات مثل حمضي الفيروليك والسيريجينيك، الشائعين في الحبوب ويمنحان المستخلص قدرة قوية مضادة للأكسدة.

تلبيس وحماية أقمشة متنوعة

ثم استخدم الفريق مستخلص تبن الأرز كصبغة وطريقة تشطيب طبيعية لثلاثة أقمشة شائعة: الصوف والحرير من مصادر حيوانية، والنيلون 6 كألياف صناعية شائعة. قاموا بضبط كمية المستخلص، ودرجة الحموضة (حموضة أو قلوية حمام الصبغ)، ودرجة حرارة الصبغ بشكل منهجي. ووجدوا أن حمامًا خفيفًا الحمضية، وكمية متوسطة من المستخلص، ودرجة حرارة مرتفعة نسبيًا أنتجت أفضل عمق لونا. تحت هذه الظروف اكتسبت الأقمشة الثلاثة ظلالًا دافئة من البيج إلى البني. أظهرت قياسات شدة اللون واختبارات الغسيل والضوء المعيارية أن اللون ثبت جيداً، خاصة للعينات التي خضعت لمعالجة سطحية إضافية قبل الصبغ.

تعزيز أداء القماش بمعالجة سطحية لطيفة

لمساعدة المستخلص الطبيعي على الالتصاق بالألياف بشدة أكبر، استخدم الباحثون تقنية صديقة للبيئة تسمى المعالجة بالبلازما الهوائية. تُحدث هذه العملية خشونة طفيفة جدًا على سطح النسيج وتضيف مواقع تفاعلية إضافية دون التأثير على البنية الداخلية للألياف. بعد معالجة البلازما، امتص الصوف والحرير والنيلون 6 المزيد من مستخلص تبن الأرز، مما أدى إلى لون أعمق ومتانة أفضل. كشفت الصور المجهرية عن شقوق دقيقة وخشونة على الأسطح المعالجة، مما يسهل ارتكاز الجزيئات النباتية. أشارت قياسات الأشعة تحت الحمراء واختبارات أخرى إلى روابط أقوى بين النسيج والمستخلص، مما يساعد على بقاء التشطيب في مكانه أثناء الارتداء والغسيل.

درع شمسي مدمج ودروع مضادة للأكسدة

بعيدًا عن اللون، اكتسبت المنسوجات النهائية وظائف حماية مهمة. أظهرت الأقمشة المعالجة بمستخلص تبن الأرز زيادة كبيرة في قدرتها على حجب أشعة UV-A وUV-B، وصولاً إلى مستويات حماية مصنفة على أنها ممتازة، لا سيما عند استخدام المعالجة المسبقة بالبلازما. عرضت الأقمشة المعالجة أيضًا نشاطًا مضادًا للأكسدة أعلى بكثير من الأقمشة غير المعالجة، مما يعني أنها يمكن أن تساعد في تحييد الأنواع التفاعلية الضارة التي تساهم في شيخوخة الجلد وتدهور المواد. أظهرت تقنيات اختبار الحرارة أن المنسوجات المعالجة تتحلل ببطء أكبر وتكوّن رمادًا واقيًا أكثر عند التسخين، مما يلمّح إلى ثبات حراري محسّن وإمكانية مساهمة في مقاومة الاشتعال. استمرت هذه الفوائد حتى بعد دورات غسيل عديدة، مع فقدان طفيف فقط في الحماية من الأشعة فوق البنفسجية والأداء المضاد للأكسدة.

مستقبل أنظف للملابس والمحاصيل

بمفردات بسيطة، تحول هذه العمل بقايا زراعية منخفضة القيمة إلى معالجة نسيجية عالية القيمة تلوّن القماش، وتقي البشرة من الشمس، وتساعد المادة على مقاومة التلف والحرارة. من خلال استبدال بعض عوامل التشطيب الصناعية بمستخلص طبيعي تم الحصول عليه عبر معالجة معتدلة وموفرة للطاقة نسبيًا، يدعم النهج إنتاج منسوجات أنظف واستخدامًا أفضل لبقايا المزارع. وبينما يلزم المزيد من التطوير لتوسيع نطاق الطريقة وتكييفها مع أقمشة مختلفة، تشير الدراسة إلى ملابس تحمي الإنسان والكوكب باستخدام مكونات تبدأ حياتها في حقل الأرز، لا في المصنع الكيميائي.

الاستشهاد: Abou-Taleb, M., Zaher, K.S.A., Mowafi, S. et al. Eco-friendly development of multi-functional textiles using rice straw extract. Sci Rep 16, 11361 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43684-5

الكلمات المفتاحية: صبغة منسوجات طبيعية, تثمين تبن الأرز, أقمشة واقية من الأشعة فوق البنفسجية, تثبيت مضاد للأكسدة, منسوجات صديقة للبيئة