Giấy làm từ thực vật đã được sử dụng trong hàng ngàn năm, nhưng chính xác thì nó được tạo ra từ cây như thế nào?
Giấy là một vật dụng phổ biến trong cuộc sống hằng ngày, nhưng nó được làm ra như thế nào và có nguồn gốc từ đâu?
Người Ai Cập cổ đại đã tạo ra một phiên bản giấy thực vật ban đầu bằng cách sử dụng giấy cói đó là nguồn gốc của từ "giấy". Họ đã loại bỏ các sợi từ thân cây cói ( Cyperus papyrus) , một loại sậy đầm lầy có hoa mọc cao tới 16,4 feet (5 mét). Người Ai Cập cổ đại xếp các sợi cạnh nhau, sau đó làm ẩm và ép tờ giấy. Các tờ giấy cói được sử dụng để viết thư, ghi chép các tài liệu hành chính, viết truyện và văn bản tôn giáo.
Hơn 2.000 năm trước, người dân Trung Quốc đã phát minh ra một quy trình gần giống với quy trình làm giấy như chúng ta biết, đun sôi cây gai dầu thành bột giấy, sau đó tạo thành bột giấy sau đó tạo thành một tấm và sấy khô. Loại hình làm giấy này đã du nhập về phía tây đến Baghdad khoảng 1.400 năm trước, nơi thành phố này trở nên nổi tiếng với sản xuất giấy và bắt đầu bán giấy và sách.
Giấy sau đó đến châu Âu, nơi người châu Âu thời trung cổ làm giấy bằng cách cắt vải lanh và vải cotton , ngâm chúng và xử lý chúng. Nhà máy giấy vụn đầu tiên đến các thuộc địa châu Âu ở Bắc Mỹ vào năm 1690. Theo thời gian, các nhà máy giấy phải đối mặt với tình trạng thiếu giẻ lau, vì vậy mọi người chuyển sang một vật liệu rẻ hơn và dồi dào hơn là gỗ.
Tờ báo đầu tiên của Hoa Kỳ được in trên giấy làm từ cây là ấn bản của Boston Weekly Journal xuất bản vào tháng 1 năm 1863.
Ngày nay, quá trình làm giấy bắt đầu bằng việc những người đốn gỗ chặt cây và mang chúng đến các nhà máy giấy: hoặc là cây gỗ mềm như thông, vân sam và linh sam, hoặc là cây gỗ cứng như sồi, bạch dương và bạch đàn. Máy móc sẽ cắt vỏ cây, phần gỗ bên trong được cắt thành từng mảnh nhỏ và những mảnh này được đun sôi thành bột nhão. Lượng bột nhão được nấu chín và chính xác như thế nào phụ thuộc vào các đặc tính mong muốn của sản phẩm cuối cùng: bột nhão được nấu chín và xử lý nhiều hơn nếu giấy thu được cần cứng hơn hoặc ít đục hơn.
Thành tế bào của tế bào cây là thành phần chính của bột giấy: thành tế bào của tất cả các loại cây đều chứa cellulose , được các nhà hóa học gọi là polysaccharide tuyến tính. Các phân tử này có độ bền và độ dẻo cao. Sợi cellulose cũng hấp thụ nước tốt, trong khi vẫn bền. Những đặc tính này làm cho chúng trở nên lý tưởng để tạo ra giấy.
Sau khi nấu chín, bột giấy được treo trong nước, lọc qua lưới dệt để tạo thành một tấm, ép phẳng để loại bỏ cục và nước, và sấy khô. Trước đây, toàn bộ quá trình này được hoàn thành từng tấm một, nhưng hiện nay đã được cơ giới hóa để diễn ra nhanh hơn nhiều.
Theo Ericka Redmond, nhà hóa học và kỹ sư giấy tại Khoa Khoa học Môi trường và Lâm nghiệp thuộc Đại học New York, các loại và cấp giấy khác nhau phụ thuộc vào loại bột giấy được sử dụng, lượng bột giấy được đánh hoặc tinh chế, những vật liệu nào khác được thêm vào bột giấy, tính chất khi tạo thành các tờ giấy như độ dày và phương pháp xử lý hóa học được thêm vào cuối quá trình .
"Quy trình làm giấy đã được thiết lập rất chặt chẽ", Redmond cho biết.
Nhưng ngành công nghiệp giấy không thân thiện với môi trường. Nước thải từ quá trình này có thể thải ra các chất ô nhiễm gây hại cho hệ sinh thái và sức khỏe con người . Vì vậy, hầu hết các cải tiến về giấy tập trung vào việc tìm kiếm các công dụng mới cho chất thải từ quá trình sản xuất giấy, để làm cho quá trình này bền vững hơn, giảm tiêu thụ hóa chất và giảm chất ô nhiễm.
Nhiều nhà máy giấy có thể tự tạo ra năng lượng và tự cung tự cấp, Redmond cho biết. Hơi nước sinh ra từ bột gỗ đun sôi có thể cung cấp năng lượng cho nhà máy và chất thải hóa học từ quá trình làm giấy có thể được tái sử dụng.
Các kỹ sư sản xuất giấy đang tiến hành nghiên cứu để làm cho quy trình này tự duy trì hơn và tìm cách đưa các chất thải hóa học trở lại quy trình để ngành này gây ít ô nhiễm hơn.
Khi thế giới ngày càng trở nên số hóa, giấy được sử dụng ít hơn để viết và in nhưng nhu cầu về bìa cứng và bao bì giấy vẫn cao, Redmond nói với Live Science. Rất nhiều gói hàng hiện được giao trong hộp bìa cứng và các cửa hàng tạp hóa đã chuyển từ túi nhựa sang túi giấy, vì vậy ngành công nghiệp giấy đang nỗ lực cải thiện các sản phẩm này.
Một mục tiêu là làm cho bao bì giấy tái chế bền hơn và chắc hơn. Redmond tập trung vào lớp phủ bền vững cho bao bì thực phẩm ví dụ, lớp phủ không phải nhựa, có thể phân hủy được cho bên trong cốc giấy tạo ra một lớp rào cản để cốc giấy của bạn không bị ướt hoặc rò rỉ.
