Quyển The Blue Economy cho thấy việc bảo đảm nguyên vật liệu và điều chỉnh các kế hoạch sản xuất theo kiểu mẫu của tự nhiên sẽ giải quyết được nhiều vấn đề suy thoái và ô nhiễm môi trường. Tuy nhiên, chính sách kinh tế hiện nay và các mô hình kinh doanh cốt lõi đã phớt lờ đi những giải pháp tổng hợp. Các mô hình kinh tế tương lai nên tính đến lợi thế chiến lược của những cải tiến dựa vào tự nhiên và vật lý học. Đó là một yêu cầu quá cao, nhưng quyển sách của Gunter Pauli chỉ rõ cách đáp ứng yêu cầu ấy với lối trình bày phong phú về việc môi trường và kinh tế có thể hoặc buộc phải hợp tác với nhau như thế nào. (Anders Wijkman,viện sĩ Viện Hàn Lâm Khoa học Thụy Điển và thành viên Nghị viện châu Âu (1999-2009)

Quyển The Blue Economy là một tầm nhìn khác thường về những gì chúng ta có thể làm được trong bối cảnh một nền kinh tế bền vững. Gunter Pauli đã hoạt động không mệt mỏi nhằm biến triển vọng của việc mô phỏng sinh học thành hiện thực. Quyển sách của ông là kết quả hấp dẫn của nỗ lực khai thác tiềm năng đạt tới sự bền vững trong khắp các hệ sinh thái của Tự Nhiên. Là những nhà quản lý đầu tư, chúng tôi luôn tìm kiếm những ý tưởng độc đáo có thể mang lại lợi nhuận, đồng thời giải quyết các thách thức lớn nhất của Thế Giới. Tôi xin khuyên những ai không hài lòng với khái niệm kinh doanh bền vững theo nghĩa hẹp hãy mau đọc cuốn sách này và nắm lấy cơ hội tốt mà chúng ta đang có để sáng tạo một hệ thống kinh tế bền vững lâu dài dựa trên sự khôn ngoan vô cùng của Tự Nhiên. (Colin M. le Duc, thành viên của công tyGeneration Investment Management LLP (London)

Trích đoạn sách hay

DỆT NÊN MỘT TRUYỆN TƠ LỤA

Khi giật mạnh một cái gì riêng lẻ trong tự nhiên, người ta sẽ thấy nó được kết nối với cả thế giới.

– John Muir

ĐẤT MÀU TRONG PHÁT TRIỂN MỚI NHẤT

Nhiều thế kỷ trước, người Trung Hoa đối mặt với nhu cầu thực phẩm ngày càng cao, trong khi đất màu mỡ thì hạn chế. Khi tìm những cách thức để có thêm đất trồng trọt tốt, họ quan sát và suy nghĩ về nguyên vật liệu và các quá trình mà tự nhiên sử dụng để biến đất khô cằn thành phì nhiêu. Họ để ý thấy việc canh tác và chăn nuôi thường không duy trì được nguồn cung cấp những nguyên tố phụ trợ, khiến đất màu mỡ trở nên cằn cỗi, khô kiệt. Những khám phá và chiến lược của họ không chỉ chuyển hướng phát triển nền văn minh của họ, mà có lẽ còn giúp chúng ta một cách tiếp cận theo gương các hệ sinh thái để chuyển đổi mô hình kinh tế và thay đổi chiến lược kinh doanh những sản phẩm hiện đại khác nhau như máy bay và dao cạo.

Cây dâu tằm (Morus alba) phát triển ở hầu hết những vùng đất khô cằn tiêu biểu của Trung Quốc. Lá dâu là đồ ăn của ấu trùng loài bướm đêmBombyx mori mà tên gọi phổ biến hơn là con tằm. Phân tằm rơi xuống đất thu hút vi khuẩn và những vi sinh vật khác đến và nhanh chóng chuyển hóa thành chất dinh dưỡng làm giàu đất. Trải qua nhiều năm, nhiều thế kỷ và cả đến nhiều thiên niên kỷ, mỗi năm lớp đất màu được tạo nên như thế dày thêm khoảng một milimet. Con số đó tương ứng với 15 đến 25 tấn màu hàng năm trên một mẫu Anh đất làm giàu theo phương pháp sinh học.

Quan hệ cộng sinh giữa cây dâu và con tằm góp phần làm tăng độ màu của đất và hứa hẹn sẽ bảo đảm an ninh lương thực cho một dân cư phát triển mạnh. Trung Quốc đã thực hiện kế hoạch trồng cây trên diện rộng. Các triều đại hưng thịnh rồi suy tàn, nhưng sự màu mỡ của đất luôn luôn được phục hồi và gìn giữ. Trước kia, đất cằn cỗi trở thành phì nhiêu mà không cần cày bừa hay tưới nước. Nhà nông trồng xen canh cây mắt đen và đậu phộng. Trong suốt quá trình lịch sử, nhiều quốc gia Trung Đông và châu Âu cũng trồng cây dâu tằm và hưởng lợi từ tác động tích cực của nó đối với sự màu mỡ của đất và việc phòng chống xói mòn. Chung quanh những đồi nho, người Ý trồng dâu để ngăn chặn xói mòn, giống như người Thổ Nhĩ Kỳ vậy.

Rốt cuộc rồi những phương pháp tạo đất màu tự nhiên ấy bị quên lãng khi người ta đổi hướng từ canh tác bền vững sang trồng độc canh những giống cây thương mại. Một ngành kinh tế sinh lợi và sự giàu có tột bực đã nảy sinh từ việc sản xuất một trong những tạo tác huyền thoại của văn minh nhân loại: tơ tằm, sợi polyme tự nhiên từ kén tằm.

Theo truyền thuyết Trung Hoa, ý tưởng dùng kén tằm để se tơ được cho là của hoàng hậu Luy Tổ. Vào một buổi xế trưa, khi hoàng hậu đang nhấp nháp trà dưới một cây dâu tằm, một cái kén rơi vào tách trà. Bà để ý đến những sợi chắc, mịn ló ra ngoài cái kén và từ từ kéo chúng ra khỏi tách. Bà mê mẩn, hào hứng khi thấy một sợi dài hơn một ngàn feet (30,5 mét). Tương truyền, ban đầu hoàng hậu Luy Tổ nghĩ ra cách sử dụng tơ tằm để làm quần áo và bọc rau quả – một kỹ thuật bảo quản đã được chứng minh là tốt. Hoàng Đế, đấng phu quân lừng danh của Luy Tổ, được xem là người tìm ra phương pháp nuôi tằm và se tơ. Người ta cũng tin rằng Hoàng Đế đã dạy cho loài người cách sản xuất đồ gỗ, gốm và kim loại, cũng như truyền lệnh làm những chiếc thuyền và những chiếc xe có bánh đầu tiên.

Truyền thuyết trên hàm ý tơ tằm là một phát hiện bất ngờ, lý thú. Lúc đầu, nó chỉ là một sản phẩm phụ không giá trị so với tầm quan trọng chiến lược, lâu dài của việc phục hồi đất và làm đất khô cằn trở thành màu mỡ. Gần đây hơn, việc đưa vào thị trường những hàng vải polyme tổng hợp từ chất hóa dầu không chỉ thay thế một sản phẩm bền vững (tơ tằm) bằng một sản phẩm không bền vững, mà khiến đất trồng xen canh mất đi hàng triệu tấn phân bón nữa. Sự ưa chuộng vải polyme chắc và rẻ đã làm suy yếu ngành sản xuất tơ lụa. Do đó, việc trồng trọt và chăm sóc cây dâu tằm trở nên lỗi thời. Truyền thống hàng ngàn năm về việc phục hồi đất màu đã bị lãng quên từ khi tơ lụa mất sức cạnh tranh trên thị trường hiện đại. Tệ hơn nữa, trong khi chất dẻo và polyme nhân tạo xâm nhập vào mọi tầng lớp tiêu dùng, không những đất trồng trọt mất đi nguồn dinh dưỡng bổ sung mà còn phải cần phân hóa học để nâng cao mức sản xuất thực phẩm. Điều ấy làm tăng nhu cầu năng lượng và sự lệ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch, dẫn đến việc thải nhiều khí nhà kính hơn.

Ngày nay, tình trạng mất đất màu là một trong những thách thức lớn cho an ninh lương thực của dân cư địa cầu trong tương lai. Ethiopia, một nước có nhiều núi mà đất trồng trọt trên sườn dốc bị xói mòn nặng nề bởi mưa gió, mất khoảng một tỉ tấn đất màu hàng năm. Đó là lý do tại sao Ethiopia dường như thường xuyên ở ngưỡng cửa của nạn đói, không bao giờ có khả năng tích trữ đủ ngũ cốc để lập biện pháp an ninh lương thực có ý nghĩa. Mỗi năm, chỉ riêng những cơn bão bụi cũng thổi mất của châu Phi từ hai đến ba tỉ tấn hạt đất mịn, làm suy giảm độ màu mỡ và sức sản xuất sinh học của lục địa, trong khi bụi tụ lại ở biển Caribe làm đục nước và tác động đến các rạn san hô nơi đó. Cách thức canh tác do thực dân đem vào châu Phi không thích ứng được với điều kiện khí hậu của lục địa.

Vài nhà nông bảo tồn đất họ gieo trồng. Ngược lại, đa số chỉ dựa vào phân hóa học, thuốc trừ dịch hại và cách tưới dùng nhiều nước. Việc áp dụng những kỹ thuật canh tác hiện đại ấy hàng năm làm mất đi từ một đến 10 tấn lớp đất mặt trên một mẫu Anh. Tuy nhiên, mất từ 125 đến 250 tấn đất trên một mẫu Anh là việc bình thường. Có tài liệu cho thấy những mất mát từ 750 đến 1.800 tấn trên một mẫu Anh do đất bị nước cuốn trôi trong một trận mưa duy nhất. Bởi các nhân tố gây xói mòn ấy, nhiều nông dân bị thuyết phục là sản lượng sẽ cao hơn nếu sử dụng phân bón hóa học và hạt giống biến đổi gien, mặc dù hứa hẹn ấy thường là giả dối hay chỉ đem lại kết quả ngắn ngủi.

Trong thời gian hơn 5 năm, GS. George Chan nghiên cứu kỹ lưỡng những hệ thống canh tác tổng hợp chung quanh truyền thống sử dụng cây dâu, con tằm kéo dài hàng ngàn năm của Trung Hoa. Ông đã trợ giúp rất nhiều cộng đồng nông nghiệp ở hơn 70 nước trong việc áp dụng nguyên lý lưu chuyển dưỡng chất để tạo lớp đất màu bằng cách trồng dâu, nuôi tằm. Kỹ thuật tạo đất màu của ông Chan đã gợi ý cho ngành công nghiệp dựa vào nông nghiệp ở Nambia, Đức, Nhật, Fiji và Hoa Kỳ chấp nhận chiến lược lưu chuyển dưỡng chất riêng của họ. Như vậy, một truyền thống cổ xưa của người Trung Hoa đang chuyển đổi ngành công nghiệp thực phẩm hiện đại.

TƠ TẰM ĐỂ CỐ ĐỊNH CARBON

Tơ tự nhiên chứa hơn 30% carbon. Việc thay thế nó bằng sợi hóa học đã chấm dứt quá trình cố định carbon qua việc trồng dâu, sản xuất tơ tằm kết hợp với việc tạo đất màu. Như vậy, trường hợp này cho thấy những phát thải từ dầu lửa chỉ là phân nửa vấn đề. Sự thay thế một nguyên liệu bền vững (tơ tằm) bằng một nguyên liệu không bền vững (dầu lửa) đã loại bỏ những bể carbon tự nhiên. Hệ sinh thái mất tính hiệu quả vì không còn khả năng bổ sung chất dinh dưỡng cho đất. Vì vậy, người canh tác buộc phải bón đất bằng phân hóa học. Việc ấy làm tăng thêm lượng khí nhà kính, nhất là từ khi phân đạm trở thành nguồn thải oxit nitơ (N2O) lớn nhất.

Theo Ủy ban Liên chính phủ về Biến đổi khí hậu (IPCC), mặc dù mức thải khí N2O tương đối thấp nhưng tác động của nó hết sức to lớn. Một tấn N2O thải ra tương đương với 310 tấn CO2. Các hệ thống canh tác truyền thống hoạt động hài hòa với những mối liên kết dễ bị tổn thương vốn là đặc điểm của một hệ sinh thái. Ở đây chúng ta thấy một thí dụ gây kinh ngạc về sự phân rã của những chu trình tích cực ấy trước phương thức độc canh và sợi tổng hợp. Phân bón hóa học và chất dẻo được mô tả như những biểu tượng của thời hiện đại thật ra là đối tượng nghiên cứu về trường hợp những hệ thống sản xuất và tiêu dùng đã thoái hóa từ trạng thái bền vững sang không bền vững như thế nào.

Wallace Carothers, người kỹ sư hóa đã sáng chế sợi ni-lông cho công ty Dupont, có thể không có ý nghĩ là sợi hóa dầu của ông sẽ làm phân rã một mạng lưới của sự sống, mạng lưới đã phát triển ngành sản xuất nông nghiệp một cách hài hòa thành một thác dinh dưỡng nhiều tầng cải tạo đất và giúp ích việc canh tác suốt cả năm ngàn năm. Thành thật mà nói, khi cố gắng đạt tính hiện đại, chúng ta đã tỏ ra không biết gì về tác động do các phát minh của mình gây ra. Làm sao chúng ta có thể chờ đợi chính quyền và ngành công nghiệp có khả năng vượt qua thách thức của biến đổi khí hậu, trừ phi họ hiểu rằng hàng ngàn mối liên kết có thể bị phá hủy bởi sự thiếu hiểu biết của họ? Một khi chúng ta hiểu thấu mối tương tác hài hòa của vật lý và sinh hóa trong các hệ sinh thái, chúng ta mới có thể tạo thêm nhiều đổi mới mang tính đột phá, những đổi mới mở ra ngày càng nhiều khả năng hơn để đạt tới sự tiến bộ và trạng thái đầy đủ. Nhưng có thấy được các cơ hội hay không là tùy ở tất cả chúng ta.

HÌNH HỌC CỦA TƠ TẰM

Hiểu rõ vấn đề cũng là chìa khóa để giải quyết nó. Hàng trăm loài có thể tạo ra tơ, trong số đó có kiến, ong bắp cày, trai và nhện. Nhưng chỉ một loài duy nhất, con tằm, đã được thuần hóa. Nhờ có thiết bị tinh vi, người ta có thể xem xét các loại tơ khác nhau trong phạm vi nanomet. Các nhà khoa học bắt đầu hiểu những polyme tự nhiên có thể có những đặc tính hơn hẳn vài loại sợi nhân tạo tương ứng và ngay cả vài kim loại như titan vốn được đánh giá là có tỉ số sức bền – trọng lượng cao nhất trong các kim loại. Nếu chúng ta biết cách sản xuất những polyme sinh học trong điều kiện môi trường chung quanh như các loài kể trên, với dưỡng chất có thể có được, thì sẽ mở ra vô số khả năng mới cũng như một chu trình tái tạo đất và ổn định khí hậu tuyệt hảo.

Trong khi công tác ở Trung Mỹ, Giáo sư trường Đại học Oxford Fritz Vollrath bắt gặp loài nhện dệt cầu vàng Nephila clavipes giăng một mạng lưới vàng đẹp đẽ có đường kính tới một mét. Ông hứng thú với bằng chứng thử nghiệm để đưa ra giả thuyết là màu ấy có một mục đích kép: thu hút con mồi và cải trang. Sau mấy thập kỷ nghiên cứu, ông đã hiểu được tơ nhện cầu vàng và các đặc tính đáng chú ý của nó: dẻo, đàn hồi và bền chắc. Ông thấy rõ tơ nhện có được những tính chất đặc biệt ấy nhờ ở cấu trúc hình học trong phạm vi nanomet của nó. Hình học là một phần của toán học. Trong trường hợp tơ nhện, Vollrath đã sử dụng hình học để xác định cái cấu trúc với một phần kết tinh và một phần vô định hình tạo ra sức bền mà nhiều kim loại và chất dẻo không cạnh tranh nổi. Chỉ bằng cách kiểm soát áp suất và độ ẩm ở phía sau bụng nó lúc chăng tơ, nhện cầu vàng có khả năng sản xuất bảy loại tơ khác nhau.

Lưới của loài nhện Nephila clavipes tốt hơn lưới của nhiều loài khác về sức căng và tính đa năng trong những điều kiện thay đổi. Độ bền của tơ do nhện sản xuất có nguồn gốc từ việc gấp xếp tài tình các protein hợp thành tơ. Việc gấp xếp protein này chủ yếu phụ thuộc vào lượng nước chính xác chiết ra chỉ bởi áp suất trong bụng nhện. Cách ép nước ấy được hiểu rõ hơn nhờ sự so sánh giữa nhện và côn trùng của giáo sư Vollrath.

Nhện có khả năng đáng chú ý là tái sử dụng, khôi phục mạng lưới để đáp ứng yêu cầu mới. Chúng nuốt phần mạng mà chúng muốn sửa chữa, phân tách ra các axit amino ban đầu. Làm sao chúng ta không có ấn tượng về thành tích ấy được? Đó là một trong những chương trình tái chế polyme tốt nhất từ trước tới nay! Làm sao có thể so sánh mạng nhện với thứ chất dẻo “dùng một lần” ngày càng tích tụ nhiều hơn ở cái lục địa rác chất dẻo đang trôi nổi trên Thái Bình Dương, đầu độc các sinh vật biển sống quanh đó?

Tuy nhiên, việc thuần hóa nhện là một thách thức. Những con nhện được thuần hóa rất hung dữ. Cả khi không còn hành động tự vệ ấy nữa, năng suất của chúng cũng thấp hơn bình thường. Chúng tái chế, tái xử lý mạng lưới quá nhiều để tạo ra một loại tơ mới thích ứng với hoàn cảnh mới và không có nhu cầu sản xuất thêm. Giới hạn ấy thúc đẩy Vollrath so sánh cấu trúc của tơ tằm với tơ do nhện cầu vàng tạo ra. Cùng với ê kíp Oxford của mình, ông sử dụng các axit amin cơ bản theo công thức của tơ nhện để làm cho tơ tằm trở nên như tơ nhện. Polyme mà họ phát triển theo cách đó là một loại tơ có đặc tính giống hệt loại tơ độc nhất vô nhị của nhện.

Giáo sư Vollrath tham gia tích cực vào việc tạo ra một phương pháp sản xuất polyme sinh học từ những nguồn tái tạo, rất giống chiến lược phục hồi đất chính gốc của người Trung Hoa. Trên cơ sở nghiên cứu có tầm nhìn xa của ông, Vollrath đã thành lập những xí nghiệp sản xuất các polyme nói trên và nhận dạng những thị trường cho các sản phẩm sinh học tốt và rẻ hơn những polyme hóa học cũng như những hợp kim đắt tiền. Thay vì gây thiệt hại ngoài ý muốn, như trường hợp những sản phẩm khiến khí nhà kính phát sinh, các polyme có thể giúp kết nối nền kinh tế của chúng ta với mục tiêu ban đầu của việc sản xuất tơ tằm Trung Hoa: tái tạo, đổi mới và làm gia tăng độ màu mỡ của đất, năng suất thu hoạch và khả năng cố định carbon.

Hơn một thế kỷ trước đây, sản lượng tơ thô hàng năm xấp xỉ một triệu tấn. Mức sản xuất hiện nay dao động trong một khoảng dưới 100.000 tấn/năm. Ngoại trừ những loại vải xa xỉ như hàng của công ty Hermès, thị trường tơ trong tương lai sẽ không nhắm tới hàng vải hay quần áo. Về mặt giá cả, tơ không thể cạnh tranh với những polyme tổng hợp nổi tiếng đang chiếm một thị phần lớn hơn trong công nghiệp dệt. Tuy nhiên, tơ lại trội hơn những kim loại đắt tiền (gấp sáu lần, xét về giá và năng suất) như thép không rỉ và titan. Titan trở thành vật liệu cấu trúc tiêu chuẩn cho động cơ phản lực, tàu vũ trụ, nhà máy khử muối, bộ phận chân tay giả, vật cấy ghép chỉnh hình, răng cấy, hàng thể thao và điện thoại di động. Mặc dù ngành công nghiệp vũ trụ và hàng không tận dụng phần lớn nhất lượng titan đã gia công, càng ngày càng có nhiều hàng tiêu dùng chứa titan như vật dụng bằng thép không rỉ, cũng như những sản phẩm từ khung xe đạp, nữ trang đến vật cấy ghép và bộ phận giả.

Ở đây, chúng ta có thể nhận ra một chuyển đổi trong chiến lược kinh doanh có khả năng làm nảy sinh một mô hình phát triển kinh tế mới. Quá trình sản xuất titan từ quặng tiêu thụ một lượng lớn magie, clo, acgon. Titan phải được hàn trong một môi trường khí trơ để tránh bị nhiễm oxy, nitơ hay hydro. Cả năng lượng đầu vào lẫn việc sử dụng nguồn khoáng sản quí hiếm đều đáng kể nên sản phẩm sau cùng có giá cao. Titan đã được gia công và tôi luyện có tỉ số sức căng – tỉ trọng lớn và độ bền cao đối với oxy và sự ăn mòn của nước biển. Vì những đặc tính mong muốn ấy, người tiêu dùng chi trả nhiều hơn và không quan tâm đến thiệt hại cho môi trường. Nếu chúng ta đối chiếu chu kỳ sống của titan với quá trình biến đổi lá dâu thành tơ tằm ở nhiệt độ, áp suất và độ ẩm gần với môi trường chung quanh, thì rõ ràng tơ sẽ nằm trong phần tích cực của bảng chỉ số bền vững. Chúng ta nhanh chóng hiểu rằng chúng ta có thể thúc đẩy các ngành công nghiệp kể trên tới sự bền vững như thế nào. Những công ty muốn hưởng lợi ích từ sự hiểu biết của Vollrath về cấu trúc hình học của tơ trong phạm vi nanomet sẽ nhận thấy các polyme tơ là những thứ lý tưởng để thay thế kim loại hiệu năng cao.

CẠO SẠCH NHẴN

Một ví dụ có thể thấy khắp mọi nơi về lối tiêu dùng không bền vững là dao cạo. Ít có hoạt động nào tầm thường hơn việc cạo râu. Râu tóc không ngừng mọc từ năm này qua năm khác. Nhiều bức họa trong hang động cho thấy ngay cả người tiền sử cũng dùng dụng cụ bằng đá hay vỏ trai để loại bỏ những sợi râu thừa. Trong thời đồ đồng, người ta phát triển khả năng rèn những kim loại đơn giản và bắt đầu làm dao cạo bằng sắt và đồng đỏ. Người Ai Cập cổ cạo cả râu lẫn tóc, một phong tục có lẽ đã được người Hy Lạp và La Mã tiếp nhận, đặc biệt những chiến binh đối đầu với cuộc cận chiến: không có tóc trên đầu là một chỗ nắm ít hơn cho kẻ thù.

Một lưỡi dao cạo hiện đại chế tạo vào đầu thế kỷ XXI cần một lượng kim loại ít hơn 20 lần so với lưỡi dao dùng một lần do vua C. Gillette bắt đầu sử dụng hơn một thế kỷ trước. Trong khi điều này xác nhận một nỗ lực nhằm đạt hiệu quả sử dụng nguyên liệu, thì giá hạ cùng với khả năng mua lớn hơn khiến việc kéo dài thời gian sử dụng sản phẩm ít được khuyến khích. Khi hoạt động nghiên cứu mạnh mẽ của công ty Gillette làm tăng lợi nhuận và thị phần, tổng thể tích dao cạo cũng như tổng trọng lượng chất thải kim loại tăng lên một cách khủng khiếp. Hàng năm, khoảng 10 tỉ dao cạo đã qua sử dụng, tức khoảng 250.000 tấn kim loại quý bị vứt bỏ, khiến thể tích rác của chúng ta càng lớn hơn nữa. Đáng tiếc hơn cả, các kiểu dao cạo mới nhất có đến sáu, thậm chí bảy, thay vì hai lưỡi như đến nay. Ở đây, chúng ta chứng kiến một tác động ngược lại tính hiệu quả nguyên liệu đạt được trong 50 năm qua.

147

Biểu đồ 7. Dao cạo thép: một mô hình không hiệu quả

Lưỡi dao cạo tiếp xúc với sự ẩm ướt nên phải làm bằng hợp kim thép chống rỉ đặc biệt hay bằng titan. Thép phải đủ cứng để lưỡi dao giữ được hình dạng của nó nhưng cũng phải dễ uốn để có thể cạo tốt. Thép carbua được ưa chuộng, bao gồm: carbon, silic, mangan, crom, molipden, với phần còn lại là sắt và lớp ngoài cùng bằng titan. Thép được nung nóng tới 1100ºC, rồi nhúng vào nước có nhiệt độ khoảng -70ºC để tăng độ cứng. Thép được tôi ở nhiệt độ 350ºC. Sau đó, để tạo cạnh sắc, lưỡi dao cạo được dập với tốc độ 800 đến 1.200 cái trong một phút. Vì lưỡi dao rất mỏng nên cần một khung bằng chất dẻo và kim loại đặc biệt để giữ chặt nó trong vỏ đựng. Giống như titan, thép không rỉ là một phần của những mô hình sản xuất và tiêu dùng không bền vững. Dao cạo được sản xuất bằng cả quá trình trên đây chỉ để cạo râu vài lần rồi vứt vào bãi rác.

Ngày nay, ngành công nghiệp làm dao cạo đã có một lựa chọn. Thay vì tăng số lượng sản phẩm ở thị trường, họ có thể thay đổi mô hình kinh doanh dao cạo nhằm góp phần giải quyết khủng hoảng môi trường và tình trạng thiếu việc làm nghiêm trọng, đồng thời cung cấp những thứ vừa tốt vừa rẻ hơn. Một dao cạo làm bằng tơ sẽ cắt đứt sợi keratin (râu tóc) nhưng không bào da vì hàng trăm sợi tơ cực nhỏ của nó quay trên bề mặt da; nó thật ra là một dạng bé tí của máy cắt cỏ đẩy tay. Công nghệ đã có sẵn. Việc điều chỉnh chính xác và sản xuất chỉ còn đòi hỏi thời gian và tiền bạc. Dùng tơ để thay thế kim loại làm giảm một lượng phát thải carbon hết sức lớn, thậm chí còn cố định carbon nhờ trồng dâu nuôi tằm. Việc ấy cho thấy một tỉ lệ chi phí – lợi ích lý tưởng. Nếu một cân Anh tơ đã qua xử lý giá 100 đô la, mỗi dao cạo làm bằng tơ sẽ có giá dưới một đô la, nhưng năng suất và cảm giác khi sử dụng nó sẽ bằng những loại dao cạo công nghiệp mới nhất.

MỀM MẠI NHƯ TƠ

Bởi vì sản xuất là một bí mật thương mại nên một cách sử dụng polyme không bền vững khác đã thoát khỏi sự chú ý của người tiêu dùng: mỹ phẩm. Sau nước, polyme là thành phần lớn thứ hai của các mỹ phẩm và sản phẩm chăm sóc cá nhân. Một loạt polyme được dùng để: tạo màng, hãm bay hơi dầu thơm, làm cô đặc, nhũ hóa, ổn định bọt, dưỡng tóc, làm da mềm mại, tạo cảm giác dễ chịu và diệt khuẩn. Giá trị thị trường hiện nay của các polyme tổng hợp là 15 tỉ đô la và có chiều hướng gia tăng. Chúng đã thay thế những thành phần có nguồn gốc tự nhiên trước đây. Trong khi khó tưởng tượng được tơ tằm có thể thay thế thép không rỉ trong dao cạo và máy bay như thế nào, sự liên tưởng đến tơ khi rờ một vật mềm mại khiến chúng ta dễ hình dung nó có thể là một thành phần chính của các sản phẩm chăm sóc da, tóc. Việc áp dụng công nghệ nano sử dụng tơ nhằm thay thế các polyme tổng hợp có thể là một phương hướng đầy hứa hẹn và đem lại lợi nhuận cao cho ngành công nghiệp mỹ phẩm.

Chỉ cần một công ty dẫn đầu thị trường như Clarins hay Shiseido chuyển sang dùng polyme tự nhiên là thu hút được sự chú ý của các đấu thủ chính trên thị trường. Có lẽ ứng dụng đầu tiên sẽ là kem chống nắng, vì tơ tằm có thể có hai chức năng, vừa tạo cấu trúc cho kem vừa phân tán tia tử ngoại. Polyme tơ cũng có thể là một thay thế tương thích sinh học cho titan trong kem chứa titan oxit để chống phơi nhiễm tia tử ngoại.

Thị trường thuốc nhuộm tóc là lĩnh vực thứ hai mà những chế phẩm từ tơ có thể nhanh chóng chiếm thị phần. Người Hy Lạp và La Mã đã dùng xà phòng có độ kiềm cao, trái óc chó luộc và lá móng để tạo ra những màu sắc khác nhau. Mặc dù những sản phẩm nhuộm màu như thế rất dễ chịu đối với thân mình chúng ta, nhưng chúng không giữ màu nhuộm được lâu. Thuốc nhuộm làm bằng hóa chất mạnh tạo ra một màu tóc bền hơn. Tuy nhiên, khi có nghiên cứu xác định mối liên hệ giữa bệnh ung thư và việc dùng thuốc nhuộm tóc thường xuyên, Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Thuốc Hoa Kỳ (US Food and Drug Administration) đã nghiên cứu độc tính tiềm ẩn của các thuốc nhuộm ấy. Polyme tơ và những nguyên liệu tái tạo có nguồn gốc sinh học khác rất tiện lợi cho việc thay thế thuốc nhuộm tóc độc hại, đồng thời khai thông một dòng thác tác động tích cực đến sức khỏe và môi trường sinh thái.

NHỮNG ỨNG DỤNG TƯƠNG THÍCH SINH HỌC TRONG Y KHOA

Từ nhiều năm nay, sợi chỉ tơ được sử dụng trên khắp thế giới để khâu vết thương sau những ca phẫu thuật và nhãn khoa phức tạp. Nó thích hợp với mục đích ấy nhờ những sợi mảnh mềm mại và sức căng của nó. Nó cũng dễ dàng buộc chặt nhưng khó gỡ ra. Tập hợp các protein của nó tương thích với thân thể con người nên không cần phải loại bỏ bằng phẫu thuật. Các ứng dụng y học khác đã được thương mại hóa: khẩu trang chống chứng sổ mũi mùa, miếng gạc, băng dùng cho bệnh ngoài da đều làm bằng tơ. Việc phát triển công nghệ để phân tách sợi tơ và tạo lớp màng từ các protein cấu thành tơ đã mở đường cho nghiên cứu và phát triển nhằm tạo da, mạch máu và gân nhân tạo, phục hồi dây thần kinh, cũng như sản xuất kính tiếp xúc, ống thông dùng trong phẫu thuật và chất chống đông máu. Tất cả các ứng dụng ấy đều dựa trên tính tương thích sinh học và tính thấm nước của tơ.

150

Biểu đồ 8. Cây dâu và con tằm: một mô hình thác nhiều tầng

Ngày nay, nếu sụn đầu gối hay xương sống bị hư hỏng và không thể tái sinh được, người ta dùng phẫu thuật để gắn một đầu gối bằng titan vào. Một sản phẩm khác do giáo sư Vollrath và ê kíp của ông phát triển là một bộ phận đỡ làm bằng tơ có những đặc tính cơ học gần giống như sụn sợi (sụn liên kết). Cài vào chỗ đầu gối bị hỏng, bộ phận đỡ bằng tơ ấy kích thích sự tăng trưởng tế bào trên bề mặt xốp của nó và tái tạo sụn nhờ phản ứng miễn dịch của cơ thể. Đó là một hệ thống tự nhiên với những thành phần tương thích sinh học có khả năng củng cố một cấu trúc hiện hữu, trái với một hệ thống gồm những thành phần không tương thích cần phải có thuốc kìm hãm miễn dịch để khỏi bị thải loại. Thị trường thế giới của những thiết bị tương thích sinh học đã đạt gần 20 tỉ đô la/năm, với tỉ lệ tăng trưởng hàng năm vượt quá 10%. Ngoài chỉ khâu vết thương bằng tơ, sắp có thêm băng y tế, khớp nhân tạo và bộ phận cấy ghép chỉnh hình được chế tạo từ tơ, tất cả đều nhờ hiểu biết sâu sắc về cách thức hoạt động của các hệ thống tự nhiên.

PHẦN THƯỞNG CỦA PHÁT TRIỂN BỀN VỮNG – MỘT THẬP KỶ ĐẠT THÀNH QUẢ ĐÁNG KỂ

Việc sản xuất 100.000 tấn tơ tằm biến 6,25 triệu mẫu Anh đất khô cằn thành màu mỡ.

1 kg tơ thô tương ứng với 9 kg phân tằm nguyên chất, vậy tổng sản lượng tơ tương ứng với 900.000 tấn/năm.

Một thập kỷ sản xuất tơ sẽ cung cấp đủ đất màu để trồng xen canh quanh những gốc dâu.

Quá trình sản xuất ấy sẽ cố định 300 triệu tấn khí nhà kính qui đổi ra CO2 (trong cây dâu, đất và tơ) và tránh được việc khai thác và chế biến quặng cũng như việc sử dụng phân đạm (chứa N2O). Ngoài ra, quá trình ấy giúp giảm một lượng phát thải khoảng một tỉ tấn CO2, đồng thời tạo ra bình quân 2,4 việc làm trên một mẫu Anh hay 15 triệu việc làm trong một thập kỷ.

Nhu cầu về sản phẩm y tế làm bằng tơ là một bằng chứng tốt nhất cho sự đúng đắn của quan niệm cho rằng những sản phẩm ấy có thể chấp nhận được về mặt tài chính, ngay cả trong điều kiện kinh tế hiện tại. Giáo sư Vollrath và ê kíp của ông đã thành công trong việc đưa các sản phẩm có nguồn gốc từ tơ ra thị trường. Các cơ hội sử dụng những công nghệ ấy trên khắp thế giới sẽ kích thích mạnh mẽ nhu cầu về tơ. Nếu công trình nghiên cứu những sản phẩm phức tạp như thế được hoàn thành thì việc sản xuất dao cạo hay những thành phần mỹ phẩm từ polyme sẽ trở nên dễ dàng. Chỉ cần chúng ta để tâm trí vào việc ấy thôi. Nhưng ai sẽ làm việc ấy? Các công ty Bic, Schick, Gilette hay một tập hợp những nhà doanh nghiệp sẽ biến đổi một hàng tiêu dùng hoàn toàn không bền vững thành một sản phẩm vừa cố định carbon vừa có tác dụng dễ chịu như tơ tằm? Điều gì sẽ xảy ra nếu nhu cầu dùng tơ để làm dao cạo và mỹ phẩm trong mười năm tới đạt mức 100.000 tấn, một phần nhỏ của khối lượng hiện nay của hai loại sản phẩm ấy?

Cách tiếp cận nói trên càng hấp dẫn hơn vì nó không xóa bỏ một việc làm công nghiệp nào cả. Nó chỉ hạ mức yêu cầu về quặng và cắt giảm rất nhiều năng lượng tiêu dùng, điều mà có lẽ tất cả chúng ta đều xem là một đóng góp tích cực. Số việc làm có thể mất trong lĩnh vực năng lượng và khai thác quặng sẽ rất ít so với số việc làm mới tạo ra − cứ mỗi 100.000 tấn tơ thu hoạch sẽ đem lại tổng cộng 15 triệu việc làm. Áp dụng một mô hình bền vững sử dụng tơ thay vì chất dẻo tổng hợp sẽ có tính cạnh tranh và dễ dàng tiếp thị hơn, đồng thời tạo ra đất màu và cắt giảm lượng phát thải carbon. Đó chính là Nền Kinh tế Xanh Lam mà chúng tôi cố gắng đưa vào vị trí trung tâm của xã hội hiện đại.

NHỮNG CÁCH SỬ DỤNG TƠ KHÁC

Dưới hình thức vải dệt, tơ đồng hành với loài người trong suốt quá trình lịch sử của nó.

Những ứng dụng khác được phát triển không ngừng, như chất liệu làm màng lọc và bộ lọc dựa vào khả năng hấp thu hay lọc những chất đặc thù (ví dụ: oxy và oxit carbonic). Màng cố định enzim bằng tơ có thể được dùng trong bộ cảm biến sinh học.

Dây câu cá thân thiện với môi trường cũng có thể được sản xuất từ tơ. Vốn là vật liệu tự nhiên dễ phân hủy sinh học, tơ hứa hẹn sẽ góp phần giải quyết vấn đề dây câu cá bị đứt làm hư hại nơi sinh sống của loài chim nước.

Một kỹ thuật pha trộn bột tơ vào chất phủ bề mặt cũng đã được phát triển. Được biết dưới tên “da bằng tơ”, nó được dùng làm vô lăng xe sang trọng, cũng như những sản phẩm điện tử như máy video, đồng hồ và viết bi. Da tơ tạo một kết cấu mềm mại và một vẻ óng ánh cho sản phẩm. Điều này khiến nó trở nên hấp dẫn đối với những doanh nhân tích cực trong việc tạo ra những sản phẩm và ứng dụng khác.

Ngày xưa, phụ nữ đã biết rau quả bọc trong tơ sẽ tươi tốt lâu hơn. Điều ấy được chứng minh bởi những thử nghiệm cho thấy tơ hút khí ethylen do cây phát ra như thế nào. Ở Nhật Bản có một loại vải làm bằng tơ sợi và polyester với thương hiệu “Silk Sheet” (tấm tơ hay giấy tơ) dùng để giữ rau quả tươi tốt, đem lại lợi ích kinh tế đáng kể.

Nhiều thử nghiệm dùng tơ để làm sạch những con sông bị ô nhiễm bởi nước thải sinh hoạt và công nghiệp. Kén tầm phế thải với vi khuẩn cấy vào những lỗ hổng được sử dụng để tách riêng và hấp thu chất ô nhiễm. Mục tiêu là giữ kim loại độc như urani và tác nhân gây ung thư như đioxin bằng màng lọc trên cơ sở tơ tằm.

Nguồn: Hiệp hội Tơ lụa Nhật Bản và Công ty hữu hạn Kinkame Shigyo

Nền Kinh Tế Xanh Lam

Nguồn: Internet

BÌNH LUẬN

Please enter your comment!
Please enter your name here