Hóa học đằng sau quần Jeans

Quần jean là một trong những mặt hàng quần áo phổ biến nhất trên toàn thế giới. Nhưng làm thế nào mà chúng có được màu xanh như vậy? Thông qua hóa học, chúng ta sẽ có lời giải thích cho điều thú vị này. Hãy theo dõi bài viết này để hiểu rõ hơn nhé!

Đôi nét

Quần jean, hay còn gọi là quần bò hoặc quần rin, qua nhiều năm phát triển đã trở thành một món đồ rất thông dụng trong tủ quần áo của mỗi người. Bất kể ở đâu, bất kể tầng lớp hay nền văn hóa nào chúng ta đều có thể bắt gặp những chiếc quần này. Bởi quần jean luôn mang lại sự trẻ trung, năng động và tiện dụng. Nhưng có lẽ, không phải ai cũng biết, sự ra đời của quần jean. Chúng được bắt đầu từ thứ vải bạt, vải lều may quần áo lao động cho công nhân đào vàng ở Mỹ.

Lịch sử quần jean được bắt đầu từ thế kỷ 19. Vào năm 1848, công cuộc đào vàng bùng nổ ở California, Mỹ kéo theo rất nhiều người tới đây tìm vận may. Những người đào vàng muốn tìm quần có chất liệu thật bền, thật khó rách để phù hợp với công việc của họ.

Năm 1853, một người đàn ông tên Levi Strauss đã rời New York để đến San Francisco, một địa phương gần với các mỏ vàng ở California để tìm kiếm vận may. Tuy nhiên Levi không tìm thấy vàng. Tại đây, ông bắt đầu sự nghiệp kinh doanh trang phục và được coi là cha đẻ của quần jean. Ông đã tạo nên chiếc quần jean đầu tiên bằng những tấm vải dựng lều trại. Sau đó ông cải tiến quần jean bằng cách dùng vải denim mềm hơn mà có độ bền tương tự với vải jean. Ông đã nhuộm vải denim thành màu xanh. Những chiếc quần jean xanh huyền thoại ra đời từ đó.

Do tính chất lao động nặng nhọc của những người mặc quần jean nên túi quần jean dễ bị rách hoặc rơi ra khỏi quần. Thấy vậy, Jacob Davis, một thợ may và cũng là khách hàng của Levi đã đóng đinh tán để cố định những chiếc túi này. Việc này khiến chiếc quần bền hơn. Davis muốn được cấp bằng cho sáng chế của mình nhưng ông không có đủ tiền cũng như không có pháp nhân để đăng ký sáng chế.

Năm 1872, ông đã viết thư cho Levi đề nghị Levi trả tiền để được cấp bằng sáng chế. và Strauss đã đồng ý. Ngày 20/50/1873, Strauss và Davis được nhận bằng sáng chế cho quần và đinh tán của họ. Đây là ngày ra đời chính thức của quần jean. Levi Strauss đặt tên cho quần của ông là “waist overalls”. Sau này chiếc quần này được gọi là quần jean.

Thành phần hóa học

Vào thời điểm này, vải jeans được làm 100% hoàn toàn từ chất liệu cotton tức là cây bông mà không pha lẫn chất nào khác. Sau đó được nhuộm màu xanh indigo để cho ra thành phẩm như hiện tại. Trong đó:

Bông hay cotton là một loại sợi cellulose tự nhiên được sử dụng trong quần áo, bộ lọc cà phê và các sản phẩm khác. Nó phát triển trong một lớp vỏ bảo vệ và hình thành một sợi mềm và mịn. Nó có khoảng 88 đến 96% cellulose tinh khiết với một lượng protein, chất béo, tro và đôi khi là sắc tố. 

Cellulose là một polymer của beta glucose với cotton được cấu hình là hai đơn vị cellulose lặp lại được kết nối ở carbon 1 và carbon 4. Khi polymer lặp lại, nó tạo thành một chuỗi phẳng hoàn hảo cho một sợi bền. Trong phân tử, có các nhóm hydroxyl hoạt tính cho phép sửa đổi trong bất kỳ loại tùy chỉnh nào.

Cotton được mô tả bởi ba tính chất vật lý quyết định chất lượng của nó. Trước khi công nghệ hiện đại, các tính chất này đã được xem xét bằng tay. Bây giờ, chúng được xác định bởi các công cụ được hiệu chỉnh theo các thuộc tính. Ba thuộc tính là: micronaire, chiều dài và cường độ. 

  • Micronaire là thước đo lưu lượng không khí để xác định độ mịn của sợi, được đo bằng cách buộc không khí trên sợi và đo điện trở. 
  • Chiều dài được xác định bởi các loại cotton được trồng. 
  • Độ bền của loại cotton được đo bằng lực cần thiết để phá vỡ một bó sợi.

Thuốc nhuộm chàm màu xanh Indigo đã được sử dụng ở Ấn Độ trong khoảng 4000 năm. Nó có thể được trích xuất từ cây Indigofera tinctoria. Người buôn bán Phoenician và người di cư đã giới thiệu thuốc nhuộm này cho khu vực Địa Trung Hải và việc sử dụng nó lan rộng khắp châu Âu.

Ở phía Bắc Châu Âu từ thời đại đồ đồng (2500 – 850 trước Công nguyên) trở đi, người ta đã sử dụng thuốc nhuộm màu xanh, từ cây Isatis tinctoria. Kể từ đó, người ta đã phát hiện ra rằng loại cây này có chứa màu chàm hóa học, nhưng do các hợp chất khác trong cây, nó không có màu xanh tinh khiết như màu xanh da trời như từ cây Indigofera.

Indigo được gọi là thuốc nhuộm hoàn nguyên. Việc điều chế của nó liên quan đến lên men nước ép của nghiền của cây rồi xử lý bằng nước tiểu. Để nhuộm, sợi được nhúng vào bồn tắm (hoặc thùng) có chứa thuốc nhuộm không màu ban đầu và sau đó được treo ra mặt trời để sản xuất thuốc nhuộm không hòa tan màu xanh trên sợi.

Năm 1865, nhà hóa học người Đức Adolf von Baeyer bắt đầu làm việc với màu chàm. Năm 1880, công trình của ông đã dẫn đến sự tổng hợp hóa học đầu tiên của màu chàm và ba năm sau thông báo về cấu trúc hóa học của nó. BASF (Badische Anilin- und SodaFabrik) đã phát triển một quy trình sản xuất khả thi được sử dụng vào năm 1897 và đến năm 1913 chàm tổng hợp đã thay thế gần như hoàn toàn màu chàm tự nhiên. Năm 2002, 17000 tấn màu chàm tổng hợp được sản xuất trên toàn thế giới.

Bạn có thể tham khảo thêm về cách tổng hợp Indigo đơn giản trong phòng thí nghiệm tại đây nhé!

Sự thay đổi màu nhuộm

Indican là một hợp chất hòa tan trong nước, không màu được chiết xuất từ ​​lá của các loài Indigofera. Indican là một phân tử dextrose được liên hợp với một nhóm indoxyl bởi một liên kết glycosidic ether (C–O–C).

Indican được thủy phân ở pH cao, tách dextrose khỏi nhóm indoxyl. Hợp chất indoxyl thu được được đánh để tạo ra bọt khí, làm cho các phân tử indoxyl bị oxy hóa và làm mờ thành indigotin, là thuốc nhuộm màu xanh nổi tiếng được sử dụng trong quần jean.

Sự thay đổi màu nhuộm.

Tuy nhiên, thuốc nhuộm màu xanh indigotin không tan trong nước và phải được biến đổi hóa học trước khi quần jean được nhuộm. Indigotin dưới tác dụng pH cao trở lại, làm giảm indigotin, tạo thành leuco-indigotin (còn được gọi là thuốc nhuộm chàm trắng), mặc dù có tên là màu vàng nhạt.

Quần jean được nhuộm trong thuốc nhuộm màu chàm trắng hòa tan trong nước, vẫn còn màu vàng nhạt ở giai đoạn này! Tuy nhiên, ngay sau khi quần jean được lấy ra khỏi thùng thuốc nhuộm, leuco-indigotin bị oxy hóa trở lại thành indigotin, có màu xanh lam. Dạng oxy hóa (màu chàm) không hòa tan trong nước, giúp màu bám vào quần jean mặc dù đã được giặt hàng trăm lần.

Tham khảo thêm video sau đây để hiểu thêm:

Bài viết đến đây là hết rồi. Hi vọng sẽ giúp ích cho các bạn phần nào trong tương lai. Lần sau nếu có ai hỏi về chủ đề này thì hãy nhớ về hóa học đằng sau chúng nhé!

Tham khào Wikipedia, the chic chemist, Scilearn, James KennedyACS.