Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Communications Chemistry, các nhà khoa học đã giới thiệu một lớp phủ vải tự làm sạch đa năng có thể loại bỏ hoàn toàn nhu cầu sử dụng chất tẩy rửa trong việc giặt giũ hằng ngày. Bằng cách phun luân phiên hai loại polyme là poly(diallyldimethylammonium chloride) (PDADMAC) và poly(vinylsulfonic acid) (PVS) lên vải, họ đã tạo ra một lớp hydrat hóa dày đặc. Lớp màng này cho phép bụi bẩn và vi sinh vật dễ dàng bị rửa trôi chỉ bằng nước lã.
Đáng chú ý, lớp phủ này vẫn duy trì hiệu quả sau hơn 100 chu kỳ giặt. Nó không chỉ giúp việc làm sạch quần áo trở nên nhanh chóng hơn mà còn giảm thiểu khoảng 82% lượng nước và điện năng tiêu thụ.
Trong nhiều thế kỷ, quá trình giặt giũ đã tiến hóa từ việc vò tay bên bờ sông đến sử dụng các hệ thống máy giặt hiện đại. Tuy nhiên, phần lớn các nỗ lực cải tiến hiệu quả giặt giũ hiện nay chỉ tập trung vào việc tiết kiệm nước, trong khi tác động ô nhiễm của chính các loại hóa chất tẩy rửa lại ít được chú ý hơn. Các nhà khoa học trước đây đã cố gắng tạo ra vật liệu tự làm sạch bằng cách mô phỏng đặc tính hóa học của các bề mặt tự nhiên, chẳng hạn như lá sen. Tuy nhiên, những thiết kế đó vấp phải nhiều hạn chế như khả năng loại bỏ vết dầu mỡ kém và cấu trúc phân tử bề mặt dễ bị biến đổi, làm suy yếu dần hiệu ứng tự làm sạch. Một công nghệ phổ biến khác là lớp phủ TiO2 lại phụ thuộc vào hoạt động xúc tác quang học, khiến hiệu suất bị giảm sút nghiêm trọng trong điều kiện thiếu sáng.
Để khắc phục những nhược điểm trên, phương pháp phun bồi đắp luân phiên PDADMAC và PVS đã ép các phân tử xoắn lại và liên kết với nhau một cách ổn định, điều mà các kỹ thuật trước đây không thể đạt được. Mật độ cực cao của các nhóm sulfonate từ PVS tạo thành một lớp hydrat hóa liên tục, đóng vai trò như một "lá chắn nước" hoạt động hoàn hảo dưới mọi điều kiện ánh sáng, kể cả trong bóng tối.
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng lớp phủ mới không hề bị mất tác dụng khi sấy khô. Quá trình phun tạo ra một cấu trúc bị khóa chặt về mặt động học, trong đó các phân tử được cố định tại chỗ một cách vững chắc. Nhờ đó, chất liệu vải vẫn giữ được đặc tính hút nước và tự làm sạch, duy trì hiệu suất tuyệt vời ngay cả sau 100 lần giặt.
Các bài kiểm tra thực tế cho thấy lớp phủ này hoạt động hiệu quả trên cả sợi tổng hợp kỵ nước và vải bông (cotton) ưa nước. Nó có thể gột sạch hoàn toàn các vết bẩn từ thức ăn, cặn dầu mỡ, vi khuẩn và nấm chỉ bằng một thao tác xả nước máy đơn giản. Thay vì quy trình giặt nhiều bước bằng xà phòng thông thường – thường bao gồm một chu kỳ giặt chính theo sau bởi bốn chu kỳ xả – lớp phủ này chỉ cần một lần xả duy nhất bằng nước mà vẫn mang lại độ sạch đúng như yêu cầu.
Thành tựu này mở ra kỳ vọng về một phương pháp giặt giũ không cần chất tẩy rửa và mang tính ứng dụng cao trong thực tế. Kỹ thuật mới không chỉ mang đến giải pháp tiết kiệm nước hiệu quả cho các hộ gia đình mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu ô nhiễm hóa chất, góp phần bảo vệ nguồn nước ngọt quý giá của hành tinh.
