Tháng 5 năm 2023, tôi bắt đầu nghiên cứu về thành phần hoá học của cành thanh long, đây là 1 loại cây chứa rất nhiều hàm lượng cellulose cũng như khả năng sinh tồn cao trong các điều kiện khắc nghiệt nắng nóng. Sau nhiều tìm hiểu và nghiên cứu về khả năng ứng dụng của cellulose, tôi quyết định thử nghiệm vào một sản phẩm mà mình từng làm rất nhiều về truyền thông đó là đồ da, các loại da nhân tạo.

Việc nghiên cứu tính ứng dụng của cellulose để biến thành đồ da khiến tôi tìm hiểu nhiều hơn về lĩnh vực sản xuất da nhân tạo công nghiệp và các loại da nhân tạo khác.

Tôi bắt đầu thử nghiệm các mẫu da nhân tạo với nguyên liệu là cành thanh long và sử dụng cấu trúc của da PU làm cơ sở nghiên cứu. Sau nhiều thử nghiệm, tôi đã thành công trong việc cho ra sản phẩm là da nhân tạo từ cây thanh long kết hợp cùng các hoạt chất an toàn, thân thiện với con người và môi trường.

Về cấu trúc, da thanh long có 3 lớp bao gồm:

• Lớp lót: là lớp vải giúp cố định lớp nền và tăng độ bền cho sản phẩm cuối (có thể sử dụng nhiều loại vải khác nhau như cotton, sợi không dệt vv…)
• Lớp nền: là lớp tạo cấu trúc nền tảng cho tấm da. Lớp này sử dụng nguyên liệu cành thanh long được trộn với các nguyên liệu khác, an toàn với con người. Đây chính là lớp lõi tạo nên độ bền uốn, độ bền xé và khả năng cách nhiệt của tấm da.
• Lớp phủ: là lớp trên cùng để bảo vệ lớp nền, giúp cho tấm da không thấm nước, chịu mài mòn và tính thẩm mỹ cho tấm da. Trong phạm vi phòng thí nghiệm, hiện tôi đang sử dụng PLA, một loại nhựa sinh học có khả năng phân huỷ sinh học để làm lớp phủ.

Ngoài ra, tấm da nhân tạo từ thanh long còn được hoàn thiện và tăng tính thẩm mỹ bằng cách in màu và tạo vân bề mặt, mô phỏng các loại vân da như da bò, da cá sấu, da rắn vv... Trong phạm vi phòng thí nghiệm, các lớp vân này được tạo thành khi đổ trực tiếp sản phẩm vào khuôn và sấy khô ở nhiệt độ thích hợp. Ở quy mô công nghiệp, các loại vân này sẽ được tạo ra bằng các rulo sử dụng áp suất cao và ép thuỷ lực lên bề mặt da.

Bằng nhiều thử nghiệm áp dụng tính chất của các nguyên liệu đầu vào, da thanh long có khả năng phân huỷ sinh học trong tự nhiên và hướng đến việc vẫn đảm bảo các yếu tố cân bằng khác về độ bền và tuổi thọ của sản phẩm.
Sản phẩm Da Thanh Long đã được nộp đơn đăng ký lên cục sở hữu trí tuệ vào tháng 9 năm 2023.

Sản phẩm mẫu có 3 lớp gồm lớp vải lót, lớp nền thanh long và lớp phủ sử dụng PLA được in màu. Về tính chống thấm, chúng tôi thử nghiệm sáp ong lên bề mặt để tăng khả năng chống thấm cho sản phẩm nhưng độ kết dính của lớp sáp ong này với bề mặt vẫn còn chưa tốt.
Lớp phủ PLA từ nhựa sinh học chưa thực sự đạt được độ bền kỳ vọng do khả năng chịu nhiệt có phần hạn chế.

Giải pháp cho vấn đề này. Chúng tôi đưa ra 2 hướng đi và đang trong quá trình thử nghiệm 2 hướng này:

1. Sử dụng PLA làm lớp phủ: bao gồm cả việc thử nghiệm riêng của chúng tôi và trao đổi với các công ty đang sản xuất nhựa PLA trên thị trường để hoàn thiện tính năng của lớp phủ là khả năng chịu mài mòn, chống nước và chống xước.
2. Sử dụng PU gốc nước làm lớp phủ: lớp phủ PU gốc nước có độ bền cao, khả năng chịu mài mòn, chống thấm, chống xước tốt. Về tính cân bằng thì vật liệu da thanh long nếu sử dụng lớp phủ bằng Pu gốc nước sẽ vừa đạt được độ bền cần thiết, vừa đảm bảo tính thực vật ban đầu của nó. Dự kiến lớp PU chiếm 10% tổng vật liệu.