Guayule - Loại cây bụi dễ trồng cho mủ cao su tinh khiết làm lốp các loại xe trong tương lai

Từ xa xưa, người Olmec, Maya, Aztec ở châu Mỹ đã biết sử dụng mủ cây cao su (danh pháp 2 phần: Hevea brasiliensis) tạo ra những quả bóng cho trò chơi chết chóc Pok a Tok hay Tlachti. Họ còn biết dùng mủ cao su làm thùng chứa, vải dệt không thấm nước nhờ ngâm trong mủ cao su.

Sau đó vào thế kỷ 19, các nhà phát minh đã thêm lưu huỳnh vào cao su, tạo ra cao su đàn hồi và phát hiện này đã mở đường cho thứ chúng ta dùng hàng ngày là lốp xe. Giờ đây, các nhà khoa học Mỹ đang muốn thay thế được cây cao su bằng Guayule. Mục tiêu là có thêm một nguồn cao su thiên nhiên bền vững đủ để đáp ứng cho nhu cầu ngày một tăng cao của lốp cao su đồng thời có thể bảo vệ được nguồn nước, bảo tồn rừng mưa và thậm chí là tạo ra những sản phẩm từ cao su không gây dị ứng.

Gene Lester - giám đốc Bộ phận dịch vụ nghiên cứu nông nghiệp (ARS) thuộc Bộ nông nghiệp Hoa Kỳ cho biết cơ quan này đã thu hoạch thành công cao su từ cây bụi Guayule và con người có thể sẽ tái phát minh bánh xe - thứ được xem là biểu tượng kết nối của xã hội loài người.

Cây cao su vẫn là nguồn cao su tự nhiên chủ đạo nhưng đi kèm với vấn đề ô nhiễm môi trường!​

Mủ cao su.

Cây cao su (Hevea) là vua trong thế giới cao su, thực tế nhiều loại cây khác vẫn có thể khai thác mủ chẳng hạn như bồ công anh nhưng Hevea vẫn là nguồn cao su tự nhiên được thương mại chính. Mặc dù có nguồn gốc từ Amazon nhưng hầu hết các đồn điền cao su ngày nay đều nằm ở các nước nhiệt đới như Thái Lan, Indonesia, Malaysia.

Hevea phát triển tốt ở khu vực gần xích đạo nhưng để có thể khai thác mủ cao su thì người ta phải đợi một thập niên cho cây trưởng thành, đạt độ chín và đòi hỏi người công nhân phải cạo mủ mỗi ngày. Các đồn điền cao su cũng cần rất nhiều nhân công dù gần đây thì người ta đã bắt đầu sử dụng robot.

Nhu cầu cao su hiện tại đang rất lớn, theo Lester thì thế giới có hơn 1 tỉ phương tiện cùng với 39.000 máy bay đang hoạt động, vận chuyển hơn 4 tỉ hành khách mỗi năm. Dự đoán đến năm 2030, số lượng phương tiện sẽ tăng gấp đôi và số lượng hành khách đi lại bằng đường hàng không cũng chạm ngưỡng 8 tỉ khách.​

Lốp máy bay thường được làm bằng hỗn hợp cao su tự nhiên và cao su tổng hợp gốc dầu mỏ.

Lốp xe hơi, xe máy thường được làm bằng hỗn hợp cao su tự nhiên và cao su tổng hợp gốc dầu mỏ. Lốp xe tải cần tỉ lệ cao su tự nhiên lớn hơn trong khi lốp càng hạ cánh máy bay được làm bằng cao su tự nhiên hoàn toàn. Nói về lốp máy bay một chút thì mỗi chiếc lốp trên càng hạ cánh máy bay có thể chịu tải trọng đến 38 tấn và lốp mới có thể sử dụng cho 500 lần cất/hạ cánh trước khi phải làm lại gai. Sau 7 lần như vậy thì thải bỏ và một chiếc máy bay thường có từ 6 lốp trên các dòng thân hẹp cho đến 14 lốp trên Boeing 777 hay 22 lốp trên Airbus A380, siêu vận tải như Antonov An-225 cần 32 lốp. Khi hạ cánh thì những chiếc lốp máy bay phải chịu áp lực rất lớn, không chỉ kỹ năng của phi công mà chất lượng của mỗi chiếc lốp sẽ là yếu tố mang lại sự an toàn cho hành khách.

Trước sự bùng nổ của phương tiện vận chuyển thì hoạt động sản xuất cao su cũng được đẩy mạnh nhưng điều đáng nói là con người sẽ phải đốn rừng nhường chỗ cho cây cao su nếu muốn tăng sản lượng. Những đồn điền cao su rộng hàng trăm ngàn cho đến vài triệu Ha và như đã nói cây cao su sẽ cần ít nhất 10 - 12 năm để có thể khai thác mủ trong khi lá phổi xanh của Trái Đất không thể chờ đợi lâu như vậy để được phục hồi. Chưa kể cao su là một loại cây độc, mủ cao su là chất độc gây ô nhiễm môi trường và giảm tuổi thọ người khai thác.

Guayule - cây bụi, chịu hạn, dễ sinh trưởng, mủ tinh khiết, không gây dị ứng

Cây bụi Guayule.

Với loại cây bụi Guayule, loại cây này có nguồn gốc ở miền bắc Mexico và vùng Tây Nam. Guayule là tên gọi địa phương còn danh pháp là Parthenium argentatum - một loại cây thuộc họ cúc và nó có họ hàng gần gũi là cây ký ninh hoang thường được trồng trong vườn nhà (thường gọi là wild quinine hay American feverfew), danh pháp là Parthenium integrifolium, được dùng làm thuốc trị sốt rét.​

Đây là loại cây thuộc họ cúc và nó có họ hàng gần gũi là cây ký ninh.

Guayule sinh trưởng tốt trong các vùng khô nóng và thu hút vô số côn trùng thụ phấn. Guayule không có hoa trắng đẹp như ký ninh nhưng nó lại có thể chịu thời tiết khắc nghiệt tốt và nếu trở thành nguồn cao su chính, nó sẽ phát triển mạnh ở nhiều nơi khô hạn vốn chỉ có thể trồng và khai thác các loại thực vật như cỏ linh lăng và cotton.

Trong khi cây cao su đòi hỏi phải được rạch mủ cẩn thận thì cây Guayule chỉ cần cắt nhánh, nghiền nát để lấy mủ. Cây có thể được chăm bón để phát triển lại và thu hoạch được nhiều lần trước khi thải bỏ. Nó cũng tạo ra những sản phẩm phụ có giá trị, bao gồm cả nhiên liệu.​

Cây Guayule chỉ cần cắt nhánh, nghiền nát để lấy mủ.

Theo khoản tài trợ trị giá 6,9 triệu USD từ chính phủ Hoa Kỳ, các nhà nghiên cứu tại ARS đã cùng với các nhà khoa học thực vật, chuyên gia trong ngành công nghiệp xem xét tính khả thi để trồng và khai thác cao su từ Guayule. Họ đã dành ra 5 năm nghiên cứu, bao gồm việc biến đổi gene của Guayule để khiến nó phát triển với các đặc điểm di truyền theo mong muốn chẳng hạn như khả năng chịu hạn và năng suất mủ cao.

Colleen McMaha - nhà khoa học đứng đầu phòng nghiên cứu cao su tự nhiên trong nước thuộc ARS nói rằng: "Chúng tôi nghĩ Guayule là loại cây tốt cho thế giới và người nồng dân, đặc biệt là tại những vùng sa mạc phía Tây Nam nước Mỹ nơi nguồn nước rất khan hiếm".​

Là một phần của nghiên cứu, công ty Cooper Tire & Rubber tại Findlay, Ohio đã chế tạo hàng trăm chiếc lốp xe từ mủ của cây Guayule và thử nghiệm thành công về hiệu năng cũng như độ an toàn. Chuck Yurkovich - phó chủ tịch mảng R&D của Cooper Tire & Rubber cho biết: "Một chiếc bánh xe thông thường có 27 thành phần, mỗi thành phần được thiết kế cho các chức năng khác nhau. Những gì chúng tôi đã làm là cải cách mọi thành phần để khiến nó hoạt động". Chuck nói thêm: "Nếu như có ai cung cấp vật liệu này, chúng tôi không ngại sử dụng làm lốp xe". Tuy nhiên ông cũng nhấn mạnh rằng nguồn cung phải có giá phải chăng theo quy mô sản xuất nông nghiệp và chế biến nông sản. Rõ ràng ông muốn hoạt động trồng và khai thác cao su từ Guayule phải có quy mô, được đầu tư và trở thành một nền kinh tế trước khi những sản phẩm từ cao su Guayule xuất hiện đại trà.

William Niaura - giám đốc hợp tác và đổi mới của Bridgestone Americas nói rằng Guayule sẽ bổ sung thay vì thay thế cây cao su. Ông cho rằng sẽ phải đến giữa hoặc cuối thập niên tới thì loại cây bụi này mới được trồng với số lượng đủ lớn cũng như cần phải phát triển thêm để đưa những sản phẩm phụ của Guayule ra thị trường, từ đó khiến nó đạt hiệu quả kinh tế cao hơn.​

Tuy nhiên, cao su Guayule đã được đưa vào danh mục sản phẩm cao su cao cấp vì mủ cao su chiết xuất từ nó tinh khiết hơn so với cao su Hevea. Một đặc tính của cao su Guayule là nó không gây kích ứng, dị ứng da cũng như mang lại cảm giác xúc giác vượt trội hơn so với cao su Hevea - một yếu tố rất cần thiết đối với những đôi găng tay phẫu thuật theo chia sẻ của các bác sĩ phẫu thuật não.