Nhiều người có thói quen khoác vội một chiếc áo phông hoặc áo khoác cotton mỏng khi ra đường giữa trời nắng gắt vì nghĩ rằng chỉ cần che kín da là đã an toàn. Thực tế, không phải mọi trang phục che chắn đều ngăn chặn được tác hại vô hình của ánh nắng mặt trời. Một chiếc áo cotton thông thường có thể khiến bạn cảm thấy dịu mắt và bớt rát tức thì, nhưng phần lớn tia cực tím vẫn âm thầm xuyên qua các khe dệt để tác động trực tiếp lên bề mặt da.
Câu trả lời ngắn gọn là một chiếc áo thun cotton thông thường chỉ mang lại chỉ số bảo vệ tương đương SPF khoảng 7, tức là cản được khoảng 85,7% tia cực tím và để lọt tới hơn 14% lượng bức xạ nguy hại [1]. Mức độ che chắn này thấp hơn rất nhiều so với khuyến cáo y tế tiêu chuẩn và không đủ để bảo vệ làn da khi hoạt động lâu ngoài trời [1].
Cơ chế lọt tia UV qua các khe sợi dệt
Ánh sáng mặt trời chiếu xuống mặt đất chứa khoảng 6,1% là tia cực tím, trong đó tia UVA chiếm 5,6% và UVB chiếm 0,5% [2]. Khi tia cực tím tiếp xúc với bề mặt vải, chúng sẽ bị phản xạ, hấp thụ bởi sợi vải hoặc xuyên thẳng qua các khoảng trống giữa các sợi [2]. Khả năng che chắn của một mảnh vải không nằm ở cảm giác dày dặn khi chạm vào, mà phụ thuộc chủ yếu vào cấu trúc vi mô của các sợi dệt đan cài vào nhau [3].
Độ che phủ của vải biểu thị tỷ lệ diện tích mà các sợi sợi dọc và sợi ngang chiếm chỗ trên tổng diện tích bề mặt dệt [3]. Khoảng trống giữa các sợi vải càng lớn thì độ xốp càng cao, đồng nghĩa với việc các photon của tia bức xạ càng dễ dàng lọt qua mà không bị cản trở [3]. Những loại vải cotton mỏng, dệt thưa thường có hệ số che phủ thấp, tạo ra vô số lỗ hổng li ti cho phép tia UV đi thẳng vào lớp biểu bì [3].
Yếu tố độ ẩm cũng tác động rất lớn đến khả năng cản tia của vải dệt [1], [4]. Khi vải cotton bị ướt do mồ hôi hoặc dính nước, nước lấp đầy các khoảng trống giữa các xơ sợi và làm giảm đáng kể hiện tượng tán xạ ánh sáng [1]. Nước hoạt động như một chất dẫn quang học tự nhiên, làm giảm chỉ số bảo vệ và khiến tỷ lệ tia cực tím xuyên thấu qua áo tăng cao hơn so với trạng thái vải khô ráo hoàn toàn [1].
So với các loại sợi tự nhiên như cotton tẩy trắng hay vải lanh vốn có khả năng bảo vệ tự nhiên rất yếu ớt trước tia bức xạ, các loại sợi nhân tạo hoặc vải được xử lý chức năng thường có liên kết chặt chẽ hơn [3], [4]. Vải có nguồn gốc tự nhiên nếu không qua xử lý bề mặt chuyên dụng chỉ đem lại khả năng bảo vệ tối thiểu trước ánh nắng mặt trời [4]. Khi sợi dệt bị kéo căng trong quá trình vận động, khoảng cách giữa các sợi dệt càng mở rộng ra, khiến lượng tia UV lọt qua tăng lên nhanh chóng [1].
Bằng chứng khoa học về khả năng chống nắng của cotton
Một tổng quan tài liệu da liễu và dệt may công bố năm 1998 đã chỉ ra rằng một chiếc áo thun cotton có trọng lượng trung bình chỉ mang lại chỉ số bảo vệ tương đương mức SPF là 7 [1]. Nghiên cứu này đánh giá rằng đây là mức bảo vệ không thỏa đáng khi ở ngoài trời [1]. Tổng quan này cũng khuyến nghị rằng tiêu chuẩn tối thiểu đối với quần áo chống nắng chuyên dụng phải đạt chỉ số UPF từ 40 đến 50+ [1].
Một nghiên cứu thực nghiệm năm 2004 đã kiểm tra chi tiết các thông số cấu trúc dệt và chỉ số bảo vệ UPF của vải cotton trước khi nhuộm màu [3]. Kết quả cho thấy mẫu vải cotton dệt trơn có trọng lượng 120 g/m2 và độ dày 0,035 cm hoàn toàn không mang lại khả năng bảo vệ trước sự xuyên thấu của tia UV khi có chỉ số UPF dưới 15 [3]. Tương tự, vải dệt vân sa-tanh có trọng lượng 235 g/m2 và độ dày 0,061 cm khi chưa nhuộm cũng ghi nhận chỉ số UPF dưới 15 [3].
Trái lại, mẫu vải dệt chéo chưa nhuộm có cùng trọng lượng 235 g/m2 nhưng độ dày đạt 0,069 cm đạt chỉ số UPF 19,2 và được xếp loại có khả năng bảo vệ tốt [3]. Nghiên cứu giải thích rằng trọng lượng vải trên một đơn vị diện tích và độ dày có mối tương quan thuận với chỉ số UPF [3]. Vải càng nặng và càng dày thì khoảng cách giữa các sợi dệt càng nhỏ, giúp giảm thiểu đáng kể mức độ xuyên qua của bức xạ tử ngoại [3].
Nghiên cứu cũng ghi nhận các loại vải chưa nhuộm như cotton tẩy trắng, vải lanh, acetate và rayon đều bảo vệ kém trước bức xạ UV [3]. Khối lượng trên một đơn vị diện tích cao hơn giúp tăng hệ số che phủ, từ đó làm giảm độ xốp và biến cấu trúc vải trở nên đục hơn đối với tia cực tím [3].
Năm 2012, một nghiên cứu khác tiến hành trên 64 mẫu vải dệt thoi cotton tẩy trắng với mật độ sợi dọc 40 Ne và 40 sợi/cm, kết hợp các mật độ sợi ngang khác nhau từ 20 đến 40 Ne và số sợi ngang từ 15 đến 27 sợi/cm [5]. Kết quả phân tích mô hình hồi quy phi tuyến tính chứng minh rằng kiểu dệt không tạo ra sự khác biệt có ý nghĩa thống kê đối với chỉ số UPF [5]. Thay vào đó, khối lượng diện tích vải là yếu tố dự đoán chỉ số UPF chuẩn xác hơn so với hệ số che phủ thông thường [5]. Nghiên cứu cũng ghi nhận các chất hấp thụ UV phát huy hiệu quả cao hơn khi vải có độ che phủ lớn [5].
Tác động của sợi, cách dệt và thuốc nhuộm lên chỉ số UPF
Nghiên cứu năm 2010 đã thực hiện thiết kế 16 mẫu vải dệt trơn và 16 mẫu vải dệt chéo từ sợi cotton nhằm tối ưu hóa chỉ số UPF nhưng vẫn đảm bảo độ thoáng khí [6]. Nhóm nghiên cứu chỉ ra rằng các loại vải cotton dày nặng cản nắng rất tốt nhưng lại gây khó chịu do độ thoáng khí và tốc độ thoát ẩm kém [6]. Khi yêu cầu độ thoáng khí cao, vải cotton được thiết kế tối ưu có thể đạt mức bảo vệ tốt với UPF trên 15 [6]. Khi yêu cầu độ thoáng khí ở mức thấp hơn, cấu trúc vải cotton tối ưu có thể đạt mức bảo vệ xuất sắc với UPF trên 40 [6].
Năm 2015, một nghiên cứu chuyên sâu trên vải dệt kim cotton đã khảo sát ảnh hưởng của loại xơ, độ mảnh sợi và ba loại thuốc nhuộm (nhuộm hoạt tính, trực tiếp và lưu huỳnh) ở các nồng độ 0,1%, 1,0% và 5,0% với ba màu đỏ, vàng, xanh lam [7]. Thử nghiệm quang phổ in-vitro cho thấy độ mảnh của sợi và nồng độ thuốc nhuộm là hai yếu tố tác động mạnh nhất đến chỉ số UPF, trong khi bản thân màu sắc có ảnh hưởng ít nhất [7]. Vải dệt từ xơ cotton chải kỹ có chỉ số UPF cao hơn xơ Supima do chứa các sợi ngắn hơn giúp cản và hấp thụ bức xạ UV tốt hơn [7].
Nghiên cứu năm 2015 cũng ghi nhận vải dệt từ sợi có độ săn truyền thống đạt chỉ số UPF cao hơn sợi không xoắn vì có xu hướng co rút trong quá trình xử lý ướt, làm kết cấu vải trở nên đặc khít hơn [7]. Vải làm từ sợi 30 Ne cho chỉ số UPF cao hơn sợi 40 Ne nhờ độ dày lớn hơn và độ xốp thấp hơn [7]. Đáng chú ý, nồng độ thuốc nhuộm thấp nhất tạo ra chỉ số UPF thấp nhất, thuốc nhuộm lưu huỳnh bảo vệ kém hơn thuốc nhuộm hoạt tính hoặc trực tiếp, và độ sáng của vải có tương quan nghịch với khả năng bảo vệ [7].
Bên cạnh đó, nghiên cứu năm 2023 trên vải dệt thoi cotton trong dải phổ 210-1200 nm cho thấy mẫu sa-tanh nhuộm lá óc chó ở mức mật độ sợi cao nhất đem lại khả năng bảo vệ tốt nhất trên toàn bộ quang phổ mặt trời [2]. Mẫu vải sa-tanh mộc chưa nhuộm ở mức mật độ sợi cao nhất cũng có thể xếp vào nhóm vật liệu bảo vệ khỏi bức xạ mặt trời, thậm chí có độ bảo vệ trong vùng hồng ngoại gần tốt hơn một số mẫu nhuộm [2].
Giải pháp nâng cao hiệu quả che chắn bằng công nghệ
Trước những hạn chế cố hữu của xơ sợi tự nhiên, các nhà khoa học đã ứng dụng công nghệ biến tính bề mặt để nâng cao khả năng cản tia [8], [4]. Một tổng quan năm 2023 tổng hợp 45 nghiên cứu theo hướng dẫn Cochrane về việc phủ hạt nano Kẽm oxit (ZnO) lên vải dệt cotton [8]. Kết quả khẳng định việc phủ hạt nano ZnO giúp cải thiện rõ rệt chỉ số UPF của vải cotton, biến trang phục trở thành rào cản kiểm soát phơi nhiễm môi trường và nghề nghiệp [8].
Dù vậy, mức độ cải thiện UPF khi phủ nano vẫn phụ thuộc vào đặc tính hóa lý của vật liệu nano và cấu trúc của vải như kết cấu sợi, kiểu dệt, độ xốp, độ tinh khiết của vải và điều kiện giặt giũ [8]. Công nghệ xử lý plasma cũng được ghi nhận là giải pháp giúp nâng cao chỉ số UPF cho vải dệt cotton [8]. Việc kết hợp các chất hấp thụ UV hữu cơ hoặc vô cơ cùng các phân lớp polymer giúp ngăn ngừa hiệu quả các tổn thương trên da [8], [4].
Báo cáo tổng quan năm 2024 nhấn mạnh rằng phơi nhiễm tia cực tím đang là mối đe dọa sức khỏe toàn cầu [4]. Dữ liệu từ Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) năm 2022 cho thấy có hơn 2,5 triệu ca ung thư liên quan đến da và khoảng 1,5 triệu ca mù lòa cùng các vấn đề sức khỏe khác do tia cực tím gây ra [4]. Việc tự bảo vệ bằng các rào cản trang phục có xử lý bề mặt được xem là phương thức tối ưu để giảm thiểu nguy cơ tiếp xúc với các bức xạ nguy hại [4].
Những hiểu lầm phổ biến khi mặc đồ cotton chống nắng
Nhiều người lầm tưởng rằng cứ mặc trang phục dày dặn làm từ vải cotton là da đã được bảo vệ hoàn toàn khỏi tia cực tím. Trên thực tế, các mẫu vải cotton dệt trơn thông thường có độ xốp lớn vẫn để lọt lượng lớn bức xạ xuyên qua các khoảng trống dệt [3]. Độ dày và trọng lượng vải quả thực có tương quan thuận với chỉ số UPF, nhưng nếu mật độ sợi lỏng lẻo thì tia UV vẫn xâm nhập dễ dàng [3].
Một hiểu lầm rất tai hại khác là cho rằng mặc áo cotton sẫm màu luôn luôn chống nắng tuyệt đối. Các bằng chứng thực nghiệm cho thấy màu sắc không phải là yếu tố quyết định hàng đầu, mà chính độ mảnh sợi, nồng độ hạt nhuộm bám trên xơ và mật độ dệt mới là yếu tố mấu chốt quyết định chỉ số UPF [7]. Nếu một chiếc áo tối màu nhưng được dệt quá thưa hoặc bị dão thì mức độ che chắn vẫn không thể đạt chuẩn an toàn [1], [7].
Quan niệm cho rằng áo cotton thấm mồ hôi giúp làm mát và bảo vệ da tốt hơn khi trời nắng cũng không chính xác dưới góc độ quang học. Trạng thái ẩm ướt của vải làm thay đổi hiện tượng phản xạ ánh sáng và làm giảm sút nghiêm trọng khả năng chống bức xạ tử ngoại của trang phục [1], [4]. Khi áo sũng mồ hôi, da của bạn có nguy cơ bị tia UV tác động mạnh hơn so với khi mặc trang phục hoàn toàn khô ráo [1].
Nhóm đối tượng cần đặc biệt thận trọng
Những người lao động ngoài trời hoặc phải di chuyển liên tục dưới ánh nắng mặt trời trong nhiều giờ liền cần hết sức lưu ý [8]. Bức xạ tia cực tím là yếu tố nguy cơ nghề nghiệp lớn gây ra tổn thương da tích lũy và các bệnh lý về mắt [8]. Nếu chỉ dựa vào những chiếc áo thun cotton mỏng thông thường có chỉ số bảo vệ thấp, làn da của nhóm đối tượng này vẫn phải hứng chịu tổn thương nặng nề mỗi ngày [1].
Những người có làn da nhạy cảm, người có tiền sử gia đình mắc bệnh ung thư da hoặc đang điều trị các bệnh lý da liễu cần chú trọng đặc biệt đến trang phục bảo hộ [4]. Do sợi cotton tự nhiên nguyên bản chỉ mang lại mức độ bảo vệ tối thiểu, việc lựa chọn sai trang phục có thể khiến tình trạng tổn thương da tiến triển xấu hơn [3], [4]. Nhóm này không nên chủ quan chỉ dựa vào áo cotton dệt thưa mà cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa da liễu để chọn giải pháp che chắn kết hợp phù hợp.
Ngoài ra, những người vận động thể thao ngoài trời ra nhiều mồ hôi cũng là đối tượng dễ bị tổn thương. Hiện tượng ẩm ướt làm sụt giảm khả năng cản tia UV của áo vải cotton thông thường mà người mặc không hề hay biết [1]. Việc tiếp xúc liên tục với bức xạ trong trạng thái áo ẩm ướt sẽ làm tăng nguy cơ tổn thương tế bào da theo thời gian [1], [4].
Gợi ý áp dụng trang phục bảo vệ da thực tế
Để bảo vệ da hiệu quả nhất trước ánh nắng gay gắt, người tiêu dùng nên ưu tiên các loại trang phục có ghi rõ chỉ số kiểm định UPF đạt từ 40 đến 50+ theo tiêu chuẩn bảo vệ quốc tế [1]. Nên chọn những sản phẩm sử dụng vải dệt có mật độ cao, sợi dệt khít, khối lượng diện tích vải lớn nhằm giảm thiểu tối đa các khe hở lọt tia [5], [3]. Khi chọn mua, bạn có thể đưa mảnh vải lên soi trước nguồn sáng mạnh; nếu ánh sáng lọt qua nhiều khoảng trống nhìn thấy rõ, chiếc áo đó sẽ không thể cản tia cực tím hiệu quả [3].
Trang phục nhuộm màu đậm hoặc sử dụng các loại thuốc nhuộm hoạt tính có nồng độ sắc tố cao sẽ giúp hấp thụ bức xạ tốt hơn so với vải trắng hoặc màu pastel nhạt [7]. Cần tránh mặc các trang phục cotton bị ướt sũng mồ hôi dưới nắng; nếu áo bị ướt, nên thay áo khô càng sớm càng tốt để khôi phục rào cản quang học tự nhiên của vải [1]. Đối với những người có bệnh lý nền về da, hãy chủ động tham khảo ý kiến bác sĩ da liễu để xây dựng quy trình bảo vệ toàn diện kết hợp giữa trang phục chuyên dụng và kem chống nắng.
Tóm lại, chiếc áo thun cotton thông thường chỉ cung cấp một lớp rào cản sơ sài trước ánh nắng mặt trời gay gắt [1]. Hiểu rõ bản chất của sợi vải, mật độ dệt và ảnh hưởng của độ ẩm sẽ giúp bạn chủ động lựa chọn trang phục bảo vệ sức khỏe làn da an toàn và khoa học hơn.
