Vảy cá – vật liệu mới, lựa chọn cao cấp và bền vững cho ngành dệt may

Trong ngành dệt may, việc sử dụng sợi thực vật tái chế để cải tiến chất lượng đã có lịch sử lâu đời như Viscose, Modal, Lyocell, Triacetate, Polynosic, Cupro. Ngược lại, việc sử dụng các axit amin động vật trước đây lại rất hiếm. 

Nuôi trồng thủy sản – một trong những ngành chính cung cấp nguồn protein dinh dưỡng, đặc biệt là ở vùng bờ biển Châu Á, phân bố khắp khu vực Nam Trung Quốc, tây nam Đài Loan và Đông Nam Á, cung cấp một hệ thống chuỗi cung ứng liên tục. Theo Tổ chức Nông lương Liên hợp quốc (FAO), tính đến năm 2018, nuôi trồng thủy sản toàn cầu đã sản xuất được 82 triệu tấn cá. Ngoài ra, dựa trên dữ liệu từ FAO, đã chỉ ra rằng sau khi xử lý cẩn thận một con cá, khoảng 35% tổng trọng lượng của nó bao gồm xương, nội tạng, vảy bị loại bỏ như chất thải. Tuy nhiên, xương cá và các cơ quan nội tạng có thể được chế biến thành nguồn thức ăn chăn nuôi. Ngược lại, vảy cá chiếm từ 1-5% tổng trọng lượng cá là chất thải duy nhất không thể tái sử dụng trực tiếp. Nếu một nhà máy chế biến cá trực tiếp chôn lấp chất thải vảy cá trong đất sẽ dẫn đến hiện tượng chua hóa đất. Vì vậy, nếu vảy cá có thể được tái chế và tái sử dụng để tạo ra sản phẩm mới có giá trị cao sẽ là một dấu mốc quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế tuần hoàn.

Polyester là một loại vật liệu dệt tổng hợp được sử dụng rộng rãi với các đặc tính mong muốn như trọng lượng nhẹ, độ bền, chống nhăn và tính linh hoạt về chi phí. Tuy nhiên, vải polyester nguyên chất vẫn còn tồn tại những khuyết điểm như cảm giác cứng khi dùng, khả năng chống mùi kém, độ hút ẩm thấp và hạn chế về khả năng nhuộm. 

Nếu vảy cá có thể được tái chế và tái sử dụng để tạo ra sản phẩm mới có giá trị cao sẽ là một dấu mốc quan trọng trong sự phát triển của nền kinh tế tuần hoàn.

Nhiều phương pháp đã được đề xuất để cải thiện chất lượng các loại sợi nhân tạo. Hiện nay, một loại vật liệu dệt mới được gọi là polyester collagen cung cấp các đặc tính như tăng sự thoải mái, kiểm soát mùi, hút ẩm tốt hơn khi so sánh với polyester thông thường giúp nâng cao giá trị các sản phẩm dệt may đang thu hút rất nhiều sự quan tâm. Tuy nhiên, trong những năm gần đây, do dịch bệnh bò điên (BSE), lở mồm long móng và cúm gia cầm, collagen chiết xuất từ động vật dần bị thay thế bằng các nguồn khác, điển hình là nguồn nguyên vật liệu chất thải từ nuôi trồng thủy sản.

Nghiên cứu này đã phát triển thành công quy trình sản xuất polyester collagen bằng cách sử dụng peptide collagen chiết xuất từ vảy cá rô phi sau khi được rửa sạch, làm khô, đông lạnh, đập dập và phân hủy. Đồng thời những đánh giá, so sánh với các sợi polyester thông thường cũng được thực hiện nhằm mục đích cung cấp sự lựa chọn nguyên liệu chất lượng cao và đóng góp giá trị bền vững cho ngành dệt may. So với collagen từ động vật trên cạn, collagen từ vảy cá có ưu điểm là không chứa chất béo, kháng sinh và tác nhân gây bệnh. Sau khi bóc tách vảy cá và chiết xuất các axit amin peptide collagen có giá trị cao, phần còn lại có thể được chế biến làm nguyên liệu thô để sản xuất phân bón sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm và nông nghiệp.

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng loại vải polyester collagen được sản xuất dựa trên quy trình mới có chứa một lượng collagen nhất định giúp cải thiện những hạn chế của polyester thông thường mà vẫn giữ được những ưu điểm trước đó. Các đặc tính vượt trội mới bao gồm (1) màu vàng sâm panh tự nhiên có thể hạn chế ô nhiễm môi trường do sử dụng hóa chất nhuộm và chất tẩy rửa; (2) chất liệu vải trở nên mềm mịn hầu như không có các hạt nhỏ trên bề mặt sợi, chỉ số kích ứng da bằng không đem lại cảm giác thoải mái hơn khi sử dụng; (3) khả năng kiểm soát mùi hôi, hút ẩm tốt làm tăng cơ hội ứng dụng của nó trong các loại vải dệt chức năng khác nhau, chẳng hạn như quần áo năng động, quần áo thể thao, giày dép và ga giường; (4) khả năng chịu nhiệt hiệu quả giúp kéo dài tuổi thọ của các sản phẩm may mặc.

Nhìn chung, nghiên cứu này tạo ra một hướng đi mới vừa có thể bảo vệ hệ sinh thái, giảm ô nhiễm môi trường vừa cung cấp vật liệu mới, lựa chọn cao cấp, bền vững cho ngành công nghiệp dệt may cũng như nâng cao giá trị nuôi trồng thủy sản. Việc tái chế chất thải thực phẩm và phát triển các vật liệu dệt mới thân thiện với môi trường dựa trên cách tiếp cận nền kinh tế tuần hoàn đã trở thành một xu hướng quan trọng trong tương lai. 

Nguồn: Hou, E.-J., Huang, C.-S., Lee, Y.-C., & Chu, H.-T. (2021). Upcycled aquaculture waste as textile ingredient for promoting circular economy [online], viewed 23 November 2021, from:< https://doi.org/10.1016/j.susmat.2021.e00336>.