Các nhà sản xuất bàn chải Canada hợp tác với các trường đại học để thúc đẩy nghiên cứu vật liệu lông có thể phân hủy sinh học

Trong nỗ lực giải quyết nhu cầu toàn cầu về tính bền vững và giảm sự phụ thuộc vào nhựa không phân hủy sinh học, các nhà sản xuất bàn chải hàng đầu của Canada gần đây đã hợp tác với các trường đại học hàng đầu để tiên phong nghiên cứu về vật liệu lông bàn chải có thể phân hủy sinh học. Sự hợp tác này, bao gồm các công ty như Toronto Brush Works và Vancouver Bristle Tech cùng với các tổ chức học thuật bao gồm Đại học Toronto và Đại học British Columbia, nhằm mục đích phát triển các giải pháp thay thế thân thiện với môi trường, phù hợp với hiệu suất của lông tổng hợp truyền thống đồng thời giảm thiểu tác động đến môi trường.

Sáng kiến ​​này được đưa ra trong bối cảnh nhu cầu của người tiêu dùng đối với các sản phẩm gia dụng và làm đẹp bền vững ngày càng tăng. Báo cáo năm 2023 của Viện Tiêu dùng Bền vững Canada cho thấy số lượt tìm kiếm “bàn chải không dùng nhựa” ở Bắc Mỹ tăng 42% so với cùng kỳ năm trước. Lông bàn chải truyền thống, thường được làm từ nylon hoặc polyester, có thể mất hàng thế kỷ để phân hủy, góp phần tạo ra rác thải và ô nhiễm vi hạt nhựa. Tuy nhiên, các giải pháp thay thế có thể phân hủy sinh học phải đối mặt với những trở ngại: việc cân bằng độ bền, tính linh hoạt và chi phí với khả năng phân hủy đã cản trở sự phát triển của ngành từ lâu.

Trọng tâm của nghiên cứu là xác định các nguyên liệu thô khả thi. Các nhóm đang khám phá các loại sợi có nguồn gốc thực vật (như cây gai dầu, tre và bã mía), sợi nấm (mạng lưới nấm) và các sản phẩm phụ nông nghiệp (như rơm lúa mì và vỏ ngô). Tiến sĩ Elena Marquez, nhà nghiên cứu chính tại Phòng thí nghiệm Khoa học Vật liệu của Đại học Toronto, giải thích: “Chúng tôi đang tập trung vào các vật liệu có nguồn gốc địa phương để giảm lượng khí thải carbon”. “Ví dụ, sợi gai dầu, có nhiều ở các tỉnh thảo nguyên của Canada, cho thấy độ bền tự nhiên của chúng hứa hẹn—chúng tôi hiện đang thử nghiệm cách xử lý chúng để bắt chước độ đàn hồi của lông bàn chải tổng hợp.”

Một thách thức quan trọng là đảm bảo khả năng phân hủy sinh học mà không làm mất đi chức năng. Michael Chen, giám đốc R&D tại Vancouver Bristle Tech cho biết: “Người tiêu dùng sẽ không chuyển sang sử dụng bàn chải thân thiện với môi trường nếu chúng bị bong ra hoặc mất hình dạng sau một vài lần sử dụng”. Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đang sử dụng các quy trình thử nghiệm tiên tiến: ASTM D5511 về khả năng phân hủy (đo mức độ suy giảm 90% trong vòng 180 ngày) và ISO 12945-2 về hiệu suất của lông bàn chải (đánh giá độ cứng, khả năng đàn hồi và khả năng giữ nước). Các nguyên mẫu ban đầu sử dụng hỗn hợp sợi nấm và sợi lanh đã đáp ứng 85% tiêu chuẩn về độ bền của lông bàn chải tổng hợp, đồng thời liên tục cải tiến để nâng cao khả năng chống mài mòn.

Mô hình trường đại học-công nghiệp đang tỏ ra quan trọng đối với sự đổi mới nhanh chóng. Tiến sĩ James Wilson thuộc Chương trình Sản xuất Bền vững của Đại học British Columbia cho biết: “Các trường đại học mang đến thiết bị chuyên dụng—như kính hiển vi điện tử quét của chúng tôi để phân tích cấu trúc sợi—và tính nghiêm ngặt trong học thuật, trong khi các nhà sản xuất cung cấp những hiểu biết thực tế về khả năng mở rộng sản xuất”. Các dây chuyền sản xuất thí điểm hiện đang trong quá trình thử nghiệm, với kế hoạch ra mắt dòng lông bàn chải có thể phân hủy sinh học thương mại đầu tiên vào cuối năm 2024, nhắm đến thị trường bàn chải làm đẹp, lau nhà và bàn chải công nghiệp.

Ngoài lợi ích về môi trường, nghiên cứu này còn sẵn sàng nâng cao vị thế của Canada trong lĩnh vực vật liệu bền vững toàn cầu. Sarah Liu, người đứng đầu bộ phận phát triển bền vững tại Toronto Brush Works, cho biết: “Luật EPR (Trách nhiệm mở rộng của nhà sản xuất) nghiêm ngặt của Châu Âu và các lệnh cấm nhựa của California đang thúc đẩy nhu cầu về các sản phẩm tuân thủ”. “Bằng cách dẫn đầu về công nghệ lông bàn chải có thể phân hủy sinh học, chúng tôi không chỉ đáp ứng các quy định—chúng tôi còn tạo ra lợi thế cạnh tranh trong thị trường bàn chải thân thiện với môi trường toàn cầu trị giá 2,3 tỷ USD.”

Khi sự hợp tác bước sang năm thứ hai, trọng tâm vẫn là mở rộng quy mô. Chen cho biết thêm: “Giai đoạn tiếp theo sẽ liên quan đến việc tối ưu hóa quy trình sản xuất để giữ chi phí ở mức 15% so với lông bàn chải tổng hợp”. Với áp lực của người tiêu dùng và quy định ngày càng tăng, mối quan hệ hợp tác này báo hiệu một sự thay đổi: sự đổi mới bền vững trong sản xuất bàn chải không còn là tùy chọn nữa mà là tương lai.