Biến đổi khí hậu đang đặt ra những thách thức cấp bách, thúc đẩy các nhà khoa học, kỹ sư và nhà thiết kế trên toàn thế giới tìm kiếm những vật liệu bền vững hơn. Năm 2024 chứng kiến những giải pháp vật liệu đáng kinh ngạc, không chỉ giúp giảm lượng khí thải carbon mà còn mở ra những khả năng mới trong xây dựng, thời trang, công nghệ và thậm chí cả không gian vũ trụ.
- Nhựa hòa tan trong nước Aquafade – Pentaform
Nhựa từ lâu đã là một bài toán nan giải cho môi trường, nhưng Pentaform đã tìm ra lời giải đầy đột phá: Aquafade – loại nhựa có thể tan hoàn toàn trong nước mà không để lại vi nhựa gây hại.
Các sản phẩm như máy tính hay điều khiển từ xa được bọc một lớp chống thấm để bảo vệ khỏi độ ẩm. Thế nhưng, chỉ cần tháo vỏ và ngâm vào nước, lớp nhựa này sẽ biến mất trong vòng 6-8 giờ, giúp quá trình tái chế linh kiện điện tử trở nên thuận tiện hơn bao giờ hết.
Đặc biệt, phần nhựa tan có thể đổ trực tiếp xuống bồn rửa hoặc bồn cầu, nơi nó sẽ phân hủy hoàn toàn trong hệ thống nước thải, mở ra một tương lai không còn rác thải nhựa.
- Xi măng tái chế – Cambridge Electric Cement
Xi măng là “thủ phạm” chính gây ra 8% tổng lượng khí thải CO₂ toàn cầu chính vì vậy nhóm nghiên cứu tại Đại học Cambridge đã tìm ra cách tái chế xi măng cũ từ các tòa nhà bị phá dỡ.
Điểm đột phá của Cambridge Electric Cement nằm ở quy trình sản xuất: thay vì sử dụng lò nung nhiệt độ cao chạy bằng nhiên liệu hóa thạch, xi măng được nung chảy trong các lò điện tái chế thép. Điều này giúp giảm đáng kể khí thải carbon, đồng thời tận dụng tối đa vật liệu cũ.
- Vải polyester tái chế từ vải polyester phế thải – Ame
Ít ai biết rằng, hầu hết các loại vải polyester tái chế trên thị trường hiện nay thực chất được làm từ chai nhựa PET và bao bì nhựa, chứ không phải từ chính vải polyester phế thải. Điều này đồng nghĩa với việc quần áo cũ vẫn tiếp tục bị bỏ đi thay vì được tái sinh thành những sản phẩm mới.
Ame đã hợp tác cùng nhà thiết kế Teruhiro Yanagihara phát triển vật liệu polyester đầu tiên được tái chế trực tiếp từ vải dệt may, đánh dấu bước tiến lớn trong ngành thời trang bền vững.
Kvadrat đã sử dụng công nghệ tái chế hóa học, giúp giữ nguyên chất lượng của sợi vải mà không làm giảm giá trị qua từng lần tái chế.
- Gạch lát từ gỗ lanh – Flaxwood
Đôi khi, đổi mới không nằm ở việc tạo ra thứ gì đó hoàn toàn mới, mà ở cách chúng ta nhìn nhận lại giá trị của những vật liệu đã bị lãng quên. Nhà thiết kế Christien Meindertsma, hợp tác cùng nhà sản xuất Dzek, đã làm chính điều đó với Flaxwood – một loại gạch lát được tạo ra để định nghĩa lại linoleum và mang đến một diện mạo hoàn toàn mới cho vật liệu này.
Không giống như vinyl hay PVC có nguồn gốc từ nhựa, linoleum là một vật liệu hoàn toàn tự nhiên, được làm từ dầu hạt lanh, nhựa thông, bụi gỗ và phấn. Nó không chỉ có khả năng phân hủy sinh học mà còn có thể tái tạo vô tận, giúp giảm thiểu tác động đến môi trường.
- Đèn từ rác thải đô thị – Remli
Remli không chỉ là một chiếc đèn, mà còn là minh chứng cho cách chúng ta có thể tái sử dụng những gì tưởng chừng vô giá trị. Được chế tác từ Remains – một vật liệu tổng hợp do studio We+ phát triển, Remli được tạo nên từ hỗn hợp rác thải đô thị mà theo nhóm thiết kế, đây là loại chất thải gần như không thể tái chế theo cách thông thường.
Để tạo ra vật liệu này, chất thải từ các công trường xây dựng quanh Tokyo được nghiền thành bột, sau đó kết dính bằng thủy tinh nóng chảy, tạo nên một bề mặt có kết cấu thô mộc, cứng cáp tương tự như bê tông. Thay vì kết thúc vòng đời trong bãi rác, những mảnh vụn từ thành phố đã được biến thành một thiết kế vừa bền vững, vừa mang giá trị thẩm mỹ cao.
6. Áo khoác sinh nhiệt – Down-Less
Hợp tác cùng công ty tư vấn Droga5 Tokyo và nhà thiết kế thời trang Kosuke Tsumura, Sumitomo đã phát triển Down-Less – chiếc áo khoác không cần lông vũ nhưng vẫn có khả năng làm ấm cơ thể ngay lập tức nhờ công nghệ vật liệu tiên tiến.
Bí quyết nằm ở Solament, một vật liệu chứa hạt CWO do Sumitomo phát triển. Hạt này có khả năng hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại (loại ánh sáng vô hình với mắt người) và chuyển hóa thành nhiệt, giúp cơ thể ấm lên tức thì mà không cần đến lớp lót dày cộp.
Không chỉ dừng lại ở ngành thời trang, Solament còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi, chẳng hạn như ngăn nhiệt trên cửa sổ ô tô, giúp giảm tiêu thụ năng lượng cho hệ thống điều hòa. Với công nghệ này, Sumitomo đang mở ra một tương lai mới cho các vật liệu thông minh, chủ động điều chỉnh nhiệt độ theo môi trường.
7. Sợi nhựa không chứa nhựa – RePit
Một trong những thách thức lớn nhất của vật liệu sinh học là làm thế nào để phát triển chúng từ nguồn tài nguyên dồi dào mà không gây thêm áp lực lên môi trường. Nhóm thiết kế Nawa tại Oman đã tìm ra một giải pháp đột phá với RePit – một loại sợi nhựa không chứa nhựa, được sử dụng cho công nghệ in 3D và có nguồn gốc từ hạt chà là phế thải.
Quá trình sản xuất bắt đầu bằng việc nghiền nhỏ hạt chà là, sau đó trộn với đất sét tự nhiên từ Oman và sợi cọ, tạo thành một loại vữa vôi chống thấm nước truyền thống gọi là sarooj.
Vật liệu này đã được Nawa ứng dụng để sản xuất gạch trang trí, mở ra hướng đi mới trong việc tái sử dụng gần một triệu tấn hạt chà là bị loại bỏ mỗi năm từ ngành công nghiệp thực phẩm toàn cầu. Với RePit, chất thải hữu cơ không còn là gánh nặng môi trường mà trở thành nguồn tài nguyên quý giá cho thiết kế và xây dựng bền vững.
- Gạch xây dựng trên Mặt Trăng – ESA x Lego
Việc vận chuyển vật liệu xây dựng từ Trái Đất lên Mặt Trăng không chỉ đắt đỏ mà còn phi thực tế đối với các sứ mệnh dài hạn. Vì vậy, các cơ quan vũ trụ đang nghiên cứu cách tận dụng tài nguyên có sẵn trên Mặt Trăng để xây dựng cơ sở hạ tầng phục vụ con người.
Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) đã phát triển một giải pháp đầy sáng tạo: sử dụng bụi thiên thạch mô phỏng để in 3D các viên gạch có thiết kế tương tự như Lego, giúp chúng có thể lắp ghép linh hoạt như những khối đồ chơi nổi tiếng.
“Các nhóm của chúng tôi đang hướng đến tương lai của du hành vũ trụ, lấy cảm hứng không chỉ từ những gì ngoài vũ trụ, mà còn từ chính những công nghệ đã có trên Trái Đất.” Chuyên gia khoa học của ESA Aidan Cowley chia sẻ.
Với công nghệ này, ESA không chỉ giúp giảm chi phí vận chuyển vật liệu, mà còn mở ra khả năng xây dựng các căn cứ bền vững trên Mặt Trăng, đưa nhân loại tiến gần hơn đến kỷ nguyên định cư ngoài không gian.
9. Lông thú từ thực vật – BioFluff
Phiên bản đặc biệt của túi Bou từ thương hiệu thời trang Ganni không chỉ nổi bật bởi thiết kế mà còn bởi chất liệu mang tính cách mạng – loại lông thú thực vật đầu tiên trên thế giới, được phát triển bởi công ty khởi nghiệp Biofluff.
Không giống như lông thú giả truyền thống thường chứa nhựa và hóa dầu, chất liệu lông xù này hoàn toàn không có thành phần tổng hợp. Thay vào đó, sợi lông được chiết xuất từ thực vật và chất thải nông nghiệp, sử dụng công nghệ enzyme sinh học có nguồn gốc tự nhiên để tạo ra kết cấu mềm mại, sang trọng như lông thú thật.
Bên cạnh lông thú thực vật, Biofluff còn mở rộng ứng dụng chất liệu này trong ngành công nghiệp thời trang và sản xuất vải nhung có nguồn gốc thực vật, hướng đến các sản phẩm như đồ chơi trẻ em – một giải pháp bền vững thay thế vải nhung làm từ sợi tổng hợp.
Với sáng tạo này, Biofluff đang định hình lại tương lai của thời trang không tàn ác với động vật, chứng minh rằng sự xa xỉ và bền vững hoàn toàn có thể song hành.
10. Sàn cassette in 3D – SM2ART Nfloor
Trong lĩnh vực xây dựng – một trong những ngành tiêu thụ tài nguyên nhiều nhất thế giới, SM2ART Nfloor xuất hiện như một giải pháp đột phá.
Được phát triển bởi Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Đại học Maine, tấm sàn cassette này được làm từ hỗn hợp chất thải gỗ và nhựa sinh học, mở ra một hướng đi bền vững thay thế cho sàn thép và bê tông trong các công trình cao tầng.
Nhờ thiết kế in 3D thông minh, vật liệu này không chỉ đạt độ bền cao, đủ để chịu lực trong các tòa nhà lớn, mà còn nhẹ hơn, dễ sản xuất hơn và có khả năng tái chế tốt hơn so với các vật liệu truyền thống.
Với SM2ART Nfloor, ngành xây dựng có thể từng bước giảm sự phụ thuộc vào bê tông và thép, đồng thời tận dụng nguồn chất thải gỗ hiệu quả hơn – một bước tiến lớn hướng đến kiến trúc bền vững và thân thiện với môi trường.
