Đằng sau vẻ đẹp của sợi tự nhiên (Phần V): Gai dầu

Ngọc Chi
•
Thứ Ba, 10/10/2023

Từ thời xa xưa, cây gai dầu đã được ưa chuộng bởi sức sống mạnh mẽ và tính ứng dụng cao của nó. Tuy nhiên, do tranh cãi về phân loại thực vật nên việc trồng gai dầu đã mất đi đà phát triển gần một thế kỷ và mới chỉ quay lại gần đây với tư cách là một trong những loại sợi tự nhiên thân thiện với môi trường nhất.

Anh em họ với cần sa

Nhiều người hiểu nhầm rằng cây gai dầu (Cannabis sativa) là cây cần sa (Cannabis indica), nhưng thực tế tuy cùng một chi cần sa nhưng chúng hoàn toàn khác biệt.

Ví dụ, cây gai dầu mọc cao hơn cây cần sa khoảng 3m khiến nó trở thành cây lấy sợi lý tưởng. Ngoài ra, nồng độ tetrahydrocannabinol (THC) trong cây gai dầu – một chất hóa học có đặc tính tác động lên thần kinh – là không đáng kể (giới hạn ở mức 0,3%), trong khi cần sa có thể có từ 10 – 27% THC.

Loài thứ ba, C. Ruderalis (cần sa dại), hiếm khi được trồng vì thiếu cả chiều cao và hàm lượng THC.

Sơ lược về lịch sử cây gai dầu

Các mẫu vật đồ thủ công của Trung Quốc và Nhật Bản từ thời Holocene có các dấu vết trang trí từ sợi gai dầu cho thấy rằng việc sử dụng cây gai dầu làm sợi đã có từ ít nhất 10.000 năm trước. Mẫu vật vải gai dầu 8.000 năm tuổi ở dạng dệt thoi cũng được tìm thấy ở Trung Quốc. Trung Quốc được ghi nhận là nước đầu tiên trồng cây gai dầu vào khoảng năm 2.800 trước Công nguyên.

Đến thiên niên kỷ đầu tiên, việc trồng gai dầu đã lan sang châu Âu. Dễ trồng và có độ bền cao, các sản phẩm từ gai dầu không thể thiếu đối với người Viking và dân đi biển khác. Sợi gai dầu được dùng làm buồm, dây thừng, lưới đánh cá và thậm chí cả keo dán. Không lâu sau khi đến Nam Mỹ, cây gai dầu du nhập vào Bắc Mỹ vào đầu những năm 1.600.

Bắt đầu từ năm 1619, những người định cư sở hữu đất đai ở Jamestown, Virginia (sau này là bang Massachusetts và Connecticut, Hoa Kỳ) được hoàng gia yêu cầu trồng cây gai dầu để xuất khẩu, cung cấp vải bạt và dây thừng cho các tàu của Anh. Người Mỹ thời kỳ đầu cũng sử dụng loại sợi này để dệt quần áo, bao đựng ngũ cốc, vải bạt cho các toa xe có mái che, dây thừng và dây bện.

Sản xuất gai dầu ở Hoa Kỳ suy giảm đáng kể kể từ khi phát minh ra máy tỉa hột bông và dừng lại vào năm 1937 khi Đạo luật thuế Marihuana cấm sản xuất tất cả các dạng cần sa trên khắp Hoa Kỳ.

Dự luật Trang trại, được thông qua vào năm 2014, đã thay đổi địa vị pháp lý của cây gai dầu và đến năm 2019, 46 tiểu bang đã cho phép trồng cây gai dầu công nghiệp.

sợi tự nhiên — Cây gai dầu có thể cao gần 5m và tạo ra nhiều sợi trên mỗi mẫu Anh hơn các loại cây khác. (Ảnh: Alexandr Grant/ shutterstock)

Trồng trọt và chế biến

Gai dầu là một trong những loại cây phát triển nhanh nhất trên Trái đất. Loại cây hàng năm tuyệt vời này có khả năng thích ứng được với nhiều loại đất và không bị sâu bệnh gây hại đáng kể. Mặc dù có thể cần tưới tiêu nhưng gai dầu là loại cây trồng thân thiện với môi trường vì nó không cần phân bón hóa học, thuốc trừ sâu hoặc thuốc diệt nấm.

Hạt gai dầu cần nhiệt độ ấm (trên 21°C) để nảy mầm, ở những vùng khí hậu ấm áp có thể trồng nhiều vụ mỗi mùa. Để sản xuất ra sợi chất lượng tốt nhất, hạt giống phải được gieo dày từ 800.000 đến 1.000.000 cây trên mỗi mẫu Anh để thân cây phát triển cao nhất, mỏng nhất và không phân nhánh. Trong khoảng 80 ngày, cây có thể phát triển cao gần 4m với đường kính lý tưởng bằng độ dày của một cây bút chì.

Gai dầu cũng có thể được trồng để lấy hạt hoặc làm cây trồng đa năng. Nếu được trồng chỉ để lấy sợi thì cây được thu hoạch sau khi bắt đầu ra hoa nhưng trước khi ra hạt. Cây thường được cắt sát mặt đất hoặc có thể nhổ bằng tay. Quá trình xử lý sau đó tương tự như cây lanh.

Ngâm cây

Các sợi gai dầu được liên kết bằng pectin nên cây cần được làm mềm và phân hủy. Ở quy mô nhỏ, thân cây có thể được ngâm trong nước ấm khoảng 10 ngày. Ở quy mô lớn hơn thì ngâm sương được ưu tiên hơn. Thân cây được đem ra ruộng phơi mưa nắng, phơi sương và đảo thường xuyên để phân hủy đồng đều. Quá trình này có thể mất từ 4 đến 6 tuần và phải được theo dõi để ngăn ngừa sợi bị phân hủy. Cũng có thể sử dụng enzym để phân hủy cây.

Tách vỏ

Lớp ngoài của thân cây gai dầu chứa các sợi libe dài phải được tách ra khỏi lõi gỗ bên trong bằng cách nghiền thủ công hoặc bằng máy.

Vỏ cây được đập dập ra để tách sợi. Đập dập vỏ còn giúp làm thẳng và làm mềm các sợi giúp công đoạn chải ở bước tiếp theo dễ dàng hơn.

Chải sợi

Tiếp theo, các sợi được chải kỹ để loại bỏ những mảnh gỗ hoặc sợi ngắn còn sót lại và căn chỉnh các sợi vải thành một bó sợi đồng nhất để quay. Để có được sợi mềm, mịn, cùng phẩm cấp, quá trình chải được bắt đầu từ lược chải thô rồi đi qua các lược chải tinh để tạo ra các sợi mịn hơn cho công đoạn kéo sợi.

Kéo sợi

Đập dập và chải sợi loại bỏ các sợi ngắn hơn, nhưng chúng không bị lãng phí. Sợi ngắn có thể được chải thô thủ công hoặc bằng máy rồi kéo thành sợi. Nó cũng có thể được sử dụng để sản xuất các sản phẩm như vật liệu cách nhiệt, ván sợi và thảm.

Quay sợi

Giống như lanh, sợi gai dầu thường được làm ẩm khi quay. Cho búi sợi qua nước nóng trước khi quay sẽ làm mềm lượng pectin còn lại, giúp liên kết các sợi để có thể được kéo thành sợi thành phẩm mảnh hơn. Sợi gai dầu kéo khô rẻ hơn nhưng tạo ra sợi thô hơn.

Mặc dù màu sắc tự nhiên của sợi gai dầu tương đối tối nhưng vẫn có thể nhuộm tốt và có khả năng chống phai màu.

Thuộc tính của gai dầu

Vải gai dầu là chất cách nhiệt tuyệt vời, quần áo từ vải gai dầu giúp bạn mát mẻ vào mùa hè và ấm áp vào mùa đông. Nó còn có đặc tính kháng khuẩn và có khả năng chống lại cả nấm mốc và sâu bướm. Vì sợi gai dầu chủ yếu là cellulose nên vải gai dầu cực kỳ bền nhưng vẫn có khả năng phân hủy sinh học. Giống như vải line, vải gai dầu gần như không có độ đàn hồi nên sẽ không co lại cũng không giãn ra, tuy nhiên nó ít nhăn hơn vải linen.

Nếu nhìn vào tổng thể cây gai dầu, bạn sẽ thấy công dụng của nó thật đáng kinh ngạc. Theo Hội đồng gai dầu công nghiệp Bắc Mỹ, ước tính có khoảng 25.000 sản phẩm có thể được làm từ cây gai dầu. Ngoài quần áo, giày dép và phụ kiện từ sợi libe, nhiều sản phẩm giấy, dây thừng, thảm và vật liệu xây dựng có thể được làm từ sợi gai dầu ngắn. Vỏ cây gai dầu là vật liệu tuyệt vời dùng để làm chuồng, lớp phủ dùng trong nông nghiệp, vật liệu thay thế gỗ và vật liệu xây dựng; hạt và dầu được sử dụng trong thực phẩm, thực phẩm bổ sung và các sản phẩm làm đẹp.

Có lẽ công dụng tốt nhất của cây gai dầu là tác động tích cực đến môi trường. Cây gai dầu mang lại nhiều sợi trên mỗi mẫu Anh hơn các loại cây lấy sợi khác mà không sử dụng thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ hoặc phân bón.

Trồng cây gai dầu để lấy sợi về cơ bản giúp thu hồi carbon, không làm cạn kiệt chất dinh dưỡng cần thiết để nuôi dưỡng hạt giống trong đất. Ngoài ra, những chiếc lá giàu dinh dưỡng rụng trong quá trình thu hoạch sẽ có công dụng làm phân bón cho vụ sau.

Ngoài ra, cây gai dầu còn giúp làm khỏe đất nhờ tỷ lệ sinh khối rễ ấn tượng – chiếm gần 20% sinh khối trên mặt đất (có thể gấp hai lần so với cây lấy gỗ). Sinh khối từ cây gai dầu được chứng minh giúp bổ sung chất hữu cơ giúp tăng cường hệ vi sinh vật, cải thiện độ xốp và khả năng thoát nước của đất, giúp làm tăng năng suất ở các loại cây trồng luân canh, chẳng hạn như lúa mì vào mùa đông.

Cây gai dầu cũng là loại cây siêu tích lũy, hấp thụ kim loại nặng và các chất gây ô nhiễm khác từ đất. Nó có thể được sử dụng trong quá trình xử lý ô nhiễm đất bằng thực vật, sau đó vẫn có thể được sử dụng một cách an toàn làm vật liệu xây dựng rắn.

Cây gai dầu được đánh giá cao vì nhiều đặc tính tốt của nó. Tuy đã từng tạm thời bị cấm như một loại cây bất hợp pháp nhưng hiện nay cây gai dầu được coi là một loại cây lấy sợi đa năng, bền vững và giàu tiềm năng.