Khi nghĩ đến quần áo công nghệ cao của tương lai, bạn hình dung điều gì?
Có thể là những chiếc áo có khả năng phát hiện và cảnh báo khi lượng đường trong máu xuống thấp, hoặc đôi tất theo dõi dáng chạy, số bước chân và tốc độ? Hay những bộ đồ ngủ có thể phát hiện những thay đổi rất nhỏ của cơ thể trong khi ngủ, từ đó giúp phát hiện sớm ung thư hoặc cảnh báo người chăm sóc về nguy cơ lên cơn co giật?
Hãy tưởng tượng tất cả những sản phẩm này đều không cần nguồn điện bên ngoài mà chỉ sử dụng năng lượng do chính cơ thể người tạo ra.
Những sản phẩm như vậy chưa xuất hiện phổ biến trên thị trường, nhưng ngày đó không còn xa.
Các nhà nghiên cứu đang phát triển những loại vải công nghệ cao có hình thức không khác quần áo hoặc vải thông thường nhưng được tích hợp các chức năng điện tử. Chúng được gọi là vải điện tử (e-textiles) hoặc vải thông minh (smart fabrics).
Vải điện tử tích hợp khả năng cảm biến, xử lý dữ liệu và cung cấp năng lượng ngay trong vật liệu, biến sợi vải thành cảm biến và đường may thành mạch điện. Những loại vải này có thể theo dõi sức khỏe, nhiệt độ, chuyển động và chất lượng không khí; truyền dữ liệu không dây và thu nhận nhiều dạng năng lượng khác nhau.
Các nguyên mẫu do các trường đại học và doanh nghiệp phát triển hiện đang được thử nghiệm lâm sàng và đưa ra thử nghiệm trong môi trường thực tế. Thị trường vải điện tử toàn cầu được dự báo vượt 15 tỷ USD vào năm 2028.
Sự phát triển của vải điện tử có thể cách mạng hóa cách con người nhìn nhận quần áo. Nhưng cái giá phải trả là gì?
Một loại rác thải mới
Rác thải điện tử (e-waste) hiện là dòng chất thải tăng nhanh nhất tại Liên minh châu Âu (EU), với kỷ lục 62 triệu tấn bị thải bỏ trên toàn cầu vào năm 2022.
Trong khi đó, ngành dệt may tạo ra thêm khoảng 92 triệu tấn chất thải mỗi năm, và con số này được dự báo tăng lên 134 triệu tấn vào năm 2030. Riêng ngành dệt may chiếm khoảng 6,7% lượng phát thải khí nhà kính toàn cầu, trong khi mỗi người châu Âu trung bình thải bỏ tới 11 kg hàng dệt may mỗi năm.
Vải điện tử sẽ tạo ra một loại chất thải lai mới. Các sản phẩm này thường sử dụng hỗn hợp polymer, mực chứa hạt nano kim loại và nhiều linh kiện có thể gây nguy cơ cháy trong quá trình tái chế dệt may thông thường.
Khi bị đốt hoặc chôn lấp, chúng có thể giải phóng các chất độc hại. Điều này khiến những vật liệu vừa nguy hiểm vừa có giá trị bị “giam giữ” trong quần áo, gây ra không chỉ các vấn đề về môi trường và sức khỏe mà còn làm thất thoát những nguồn tài nguyên quan trọng như graphene và các nguyên tố đất hiếm.
Chẳng hạn, bạc được sử dụng trong sợi dẫn điện, lớp phủ kháng khuẩn, cảm biến và điện cực. Cần tìm cách thu hồi bạc bởi đây vừa là vật liệu có giá trị, vừa có thể gây độc cho sinh vật dưới nước ở một số dạng.
Do đó, hiện rất khó thu hồi những vật liệu có giá trị được sử dụng trong quần áo thông minh sau khi chúng bị thải bỏ.
Nếu vải điện tử tiếp tục phát triển với tốc độ hiện nay, các phương thức xử lý chất thải hiện tại sẽ phải thay đổi để đáp ứng loại vật liệu mới này, đặc biệt trong việc tái sử dụng và tái chế.
Chiến lược dệt may bền vững và tuần hoàn của EU là một phần trong kế hoạch đưa khối này trở thành lục địa đầu tiên đạt trung hòa khí hậu. Các nhà quản lý đang yêu cầu những quy định rõ ràng hơn về khả năng tái chế, an toàn hóa chất và vòng đời sản phẩm, đồng thời bắt đầu đặt câu hỏi liệu vải điện tử có đáp ứng được các yêu cầu đó hay không.
Các doanh nghiệp cũng đang dần thay đổi, với trách nhiệm ngày càng lớn được đặt lên các nhà sản xuất quần áo. Hộ chiếu sản phẩm kỹ thuật số – chứa thông tin về vật liệu và tác động môi trường của sản phẩm – cùng các công nghệ tái chế mới đang được mở rộng quy mô.
Những thay đổi này đồng nghĩa các nhà sản xuất có thể phải đối mặt với rủi ro pháp lý và thương mại nếu không tính đến tác động lâu dài của sản phẩm.
Ngăn chặn “núi rác” mới
Điểm tích cực là việc phát triển vải điện tử bền vững về cơ bản là một bài toán kỹ thuật có thể giải quyết bằng những biện pháp cụ thể. Những biện pháp này có thể bao gồm:
Thiết kế để dễ tháo rời. Các linh kiện điện tử có thể tháo rời sẽ giúp tách phần điện tử khỏi phần vải để tái chế. Hộ chiếu vật liệu và hồ sơ kỹ thuật số về từng thành phần như polymer, mực và pin cũng có thể giúp phân loại và thu hồi vật liệu an toàn.
Sử dụng vật liệu dẫn điện có khả năng phân hủy hoặc tái chế. Các nhà sản xuất có thể giảm sử dụng kim loại quý và chuyển sang những vật liệu thay thế như mực carbon có thể in bằng phương pháp in lưới, cùng các loại mực và sợi dẫn điện có khả năng tái chế.
Ưu tiên thiết kế không cần pin. Có thể tích hợp công nghệ thu hoạch năng lượng ngay trên vải, chẳng hạn pin mặt trời, thiết bị nhiệt điện hoặc máy phát điện nano áp điện/tribo điện, nhằm giảm hoặc loại bỏ nhu cầu sử dụng pin. Một số loại quần áo có thể tích hợp ăng-ten và bộ thu năng lượng không dây để tránh sử dụng những viên pin cồng kềnh.
Xây dựng tiêu chuẩn về khả năng giặt, độ bền và xử lý cuối vòng đời. Các tiêu chuẩn phải bảo đảm sản phẩm có thể chịu được điều kiện sử dụng thực tế và có thể sửa chữa thay vì bị vứt bỏ.
Đây không phải những tính năng bổ sung có cũng được. Chúng sẽ quyết định liệu vải điện tử trở thành một sản phẩm mang lại lợi ích cho xã hội hay một gánh nặng môi trường mới.
Các nhóm nghiên cứu đại học và liên minh doanh nghiệp đang bắt đầu chứng minh khả năng chế tạo các linh kiện có thể in và co giãn, đồng thời thử nghiệm truyền năng lượng không dây nhằm giảm sự phụ thuộc vào pin. Các linh kiện in và co giãn là những bộ phận điện tử linh hoạt được in trực tiếp lên vải nhưng vẫn hoạt động khi vật liệu bị uốn cong hoặc kéo giãn. Công nghệ này giúp quần áo thông minh trở nên nhẹ, thoải mái, có thể giặt và chuyển động tự nhiên theo cơ thể.
Nếu các nhà hoạch định chính sách và doanh nghiệp không áp dụng nguyên tắc thiết kế bền vững ngay từ bây giờ, vải điện tử có thể tạo thêm một lớp chất thải nguy hiểm mới lên “núi rác điện tử” đang ngày càng lớn trên toàn cầu.
Chính phủ cần ban hành quy định rõ ràng về khả năng tái chế và an toàn hóa chất đối với vải điện tử. Các nhà nghiên cứu phải tìm cách làm cho sản phẩm vừa có chức năng, vừa có giá thành hợp lý, bền vững và an toàn. Các thương hiệu cần công khai thông tin về vật liệu, hướng dẫn sửa chữa và bảo đảm các tiêu chuẩn bền vững được tuân thủ trong toàn bộ chuỗi cung ứng.
Các nhà đầu tư không nên rót vốn vào những sản phẩm công nghệ không có khả năng thu hồi tái chế. Các tổ chức xây dựng tiêu chuẩn cần xác định phương pháp kiểm tra khả năng giặt, độ bền và thu hồi vật liệu khi sản phẩm hết vòng đời.
Những bước đi này sẽ giúp thị trường hướng tới các sản phẩm bền hơn, dễ sửa chữa và dễ tái chế, qua đó khai thác tiềm năng của quần áo thông minh để cải thiện cuộc sống mà không tạo thêm một vấn đề môi trường mới.
Quần áo thông minh tích hợp công nghệ có thể tạo ra những thách thức mới cho hoạt động thu gom và tái chế chất thải. Ảnh: iStock
