Trong nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học Communications Chemistry, nhóm nghiên cứu đến từ Khoa Hóa học, Đại học Cát Lâm (Trung Quốc) cho biết nhóm đã phát triển thành công một lớp phủ dạng xịt cho phép giặt sạch quần áo chỉ dùng nước mà không cần đến bất cứ chất tẩy rửa nào.

Lớp phủ tự làm sạch này khi được xịt trên bề mặt vải sẽ giúp ngăn ngừa những vết bẩn cứng đầu thấm sâu vào sợi, từ đó quá trình giặt sẽ diễn ra nhanh hơn và tiết kiệm hơn. Công nghệ này có thể áp dụng cho cả sợi tự nhiên lẫn sợi tổng hợp, đồng thời giúp giảm hơn 80% lượng nước và năng lượng sử dụng trong mỗi lần giặt.

Theo chia sẻ từ nhóm nghiên cứu, lớp phủ này được hình thành từ hai loại polyme mang điện tích trái dấu là poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC) (mang điện tích dương) và poly(vinyl sulfonic acid) hay PVSA (mang điện tích âm). Khi được phun luân phiên lên vải, chúng liên kết với nhau tạo thành một lớp màng polyme bền vững.

Lớp màng này chứa nhiều nhóm hydroxyl (–OH), giúp bề mặt vải có tính ưa nước cao. Khi xả vải, các nhóm này nhanh chóng liên kết với nước, tạo thành một lớp màng mỏng giữa sợi vải và cặn bẩn. Nhờ vậy, chất bẩn không thể bám vào vải mà nổi lên trên lớp nước, dễ dàng bị cuốn trôi chỉ với thao tác xả nhẹ.

Thử nghiệm trên nhiều loại vải như cotton, lụa và polyester cho thấy lớp phủ có thể loại bỏ hiệu quả nhiều loại vết bẩn phổ biến như dầu máy, giấm, tương cà hay nước tương, với hiệu suất tương đương hoặc vượt phương pháp giặt truyền thống. Riêng với vải cotton, hiệu quả làm sạch vượt quá 90% khi chỉ xả nước.

Khác với máy giặt thông thường phải dùng chất tẩy rửa và nhiều chu trình xả, quần áo phủ lớp tự làm sạch chỉ cần xả nước là hoàn tất. Điều này giúp rút ngắn thời gian giặt và giảm đáng kể tài nguyên tiêu thụ. Theo ước tính, mỗi lần giặt có thể tiết kiệm hơn 80% nước, điện và thời gian.

Các mẫu chất bẩn được thử nghiệm

Các thử nghiệm cũng cho thấy lớp phủ an toàn với môi trường và sinh học. Nước xả từ quần áo phủ lớp này không ảnh hưởng đến sự phát triển của cây trồng, đồng thời không gây tác động tiêu cực đến tế bào da trong thí nghiệm. Đặc biệt, công nghệ vẫn hoạt động hiệu quả trong nước cứng giàu khoáng chất (như nước ngầm, nước suối hay nước máy). Đây là điều mà nhiều loại chất tẩy rửa hiện nay gặp hạn chế.

Dù chi phí ban đầu tăng do phải phủ polyme lên vải, nhóm nghiên cứu cho rằng khoản này có thể được bù đắp sau khoảng 15–50 lần giặt. Với tần suất giặt trung bình khoảng 100 lần mỗi năm, giải pháp này được đánh giá là có tính kinh tế lâu dài.

Không chỉ tiết kiệm chi phí, công nghệ còn góp phần giảm ô nhiễm nước. Các chất hoạt động bề mặt trong chất tẩy rửa vốn khó phân hủy và là nguyên nhân chính gây suy giảm chất lượng nguồn nước. Việc loại bỏ chất tẩy rửa khỏi quy trình giặt giúp hạn chế tình trạng này, đồng thời giảm đáng kể lượng vi nhựa phát sinh từ sợi tổng hợp.

Lấy cảm hứng từ thiên nhiên

Ý tưởng về bề mặt tự làm sạch không mới trong tự nhiên. Lá sen là ví dụ điển hình với khả năng “không dính bẩn” dù sống trong môi trường bùn lầy. Nhờ cấu trúc siêu nhỏ và lớp sáp đặc biệt, nước không thể thấm vào lá mà cuốn theo bụi bẩn trôi đi. Hiện tượng này được gọi là “hiệu ứng lá sen”.

Tuy nhiên, cơ chế này chủ yếu chống nước, chưa hiệu quả với dầu. Các nhà khoa học sau đó đã phát triển những bề mặt vi cấu trúc có thể đẩy cả dầu, nhưng chi phí sản xuất cao và dễ bị hư hại.

Một số công nghệ tiên tiến khác như loại vải sử dụng công nghệ phủ SLIPS được giới thiệu trên tạp chí khoa học Nanotechnology năm 2014 với bề mặt xốp thấm chất lỏng trơn trượt giúp chất bẩn dễ dàng trượt khỏi bề mặt. Dù vậy, các giải pháp này hiện vẫn chủ yếu ứng dụng trong các sản phẩm cao cấp do chi phí lớn.

So với các công nghệ trước, lớp phủ polyme dạng xịt mới có ưu thế về chi phí và khả năng ứng dụng rộng rãi. Trong bối cảnh ô nhiễm vi nhựa và tiêu thụ tài nguyên ngày càng đáng lo ngại, những vật liệu tự làm sạch như vậy được kỳ vọng sẽ sớm trở thành xu hướng phổ biến trong ngành dệt may.