Nguồn vật liệu mới sản xuất nhựa sinh học

Thế giới đang đứng trước cuộc cách mạng xanh, trong đó để thay đổi thói quen sử dụng đồ nhựa gây hại đến môi trường và khó phân hủy của người tiêu dùng. Các nhà khoa học đã ngày đêm nghiên cứu ra nhiều loại vật liệu mới để sản xuất nhựa sinh học phục vụ cho nhu cầu của con người trong tương lai.

NHỰA SINH HỌC CỨU NHÂN LOẠI THOÁT KHỎI THẢM HỌA

Tác động của việc sử dụng nhựa đến môi trường là một trong những thác thức ngày càng lớn đối với giới khoa học nói riêng và nhân loại nói chung.

Mỹ hàng năm thải ra môi trường 34 tấn rác thải nhựa các loại. Đa số là nhựa plastic khó phân hủy và chỉ 7% trong số đó được tái chế. Rất nhiều rác thải nhựa plastic trôi ra đại dương, tạo thành các đảo rác trôi nổi trên mặt nước, đe dọa môi trường sống của các loài sinh vật biển.

Nhựa dẻo truyền thống được làm từ các chất tổng hợp có nguồn gốc từ hóa dầu (dầu mỏ, nguồn nhiên liệu hóa thạch). Liên đoàn Nhựa Anh Quốc thống kê việc sản xuất nhựa chiếm khoảng 4% trong việc sử dụng dầu mỏ trên toàn thế giới. Nhưng nhựa làm từ dầu mỏ rất khó tái chế, độ bền không cao. Và loại nhựa này cần đến nửa thế kỷ để tự phân hủy.

Nhựa sinh học (hay còn gọi là chất dẻo sinh học), là chất dẻo có nguồn gốc từ các nguồn sinh khối tái tạo như chất béo thực vật, tinh bột ngô hoặc vi sinh… Nhựa sinh học được thiết kế để sản xuất các vật dụng dùng một lần, vỏ chai… có khả năng phân hủy sinh học.

Không những thế, chất dẻo sinh học còn được ứng dụng vào sản xuất vỏ điện thoại di động, sợi thảm, nội thất xe cách điện, đường ống nhiên liệu, đường ống nhựa, các loại nhựa sih học mang điện… với mục đích tạo ra các sản phẩm từ các nguồn tài nguyên bền vững. Ngoài ra, nhựa sinh học còn được ứng dụng trong y tế bằng liệu pháp cấy ghép y khoa bằng PLA (acid polylactic) tan trong cơ thể, giúp con người duy trì trạng thái hoạt động như bình thường.

Thế nhưng, một số loại nhựa sinh học hiện nay được làm từ nguồn lương thực chính của con người như ngô, khoai tây, sắn, lúa mì… làm dấy lên quan ngại về khả năng thiếu hụt lương thực trong tương lai.

VỎ TÔM CŨNG CÓ THỂ TRỞ THÀNH NHỰA

Nhựa sinh học sản xuất từ vỏ tôm là phát minh của một nhóm nhà khoa học tại Viện nghiên cứu Wyss của Đại học Harvard. Loại nhựa này có thể tự phân hủy trong môi trường tự nhiên.

Họ cho biết sẽ tập trung chiết xuất chitosan từ vỏ tôm vì chúng là chất thải sẵn có trong ngành công nghiệp chế biến thủy sản. Việc sản xuất nhựa sinh học làm từ vỏ tôm chỉ sử dụng kỹ thuật sản xuất thông thường nên chi phí rất rẻ.

Các nhà khoa học đã tạo ra nhựa Shrilk, một sản phẩm làm bằng hỗn hợp chitosan từ vỏ tôm và protein từ tơ lụa. Nhựa Shrilk khi hoàn thiện sẽ trong suốt giống như vỏ tôm tự nhiên, rất chắc và dẻo, có thể dùng để sản xuất điện thoại di động hay thậm chí là quân cờ.

Không những thế, nhựa Shrilk có thể phân hủy hoàn toàn chỉ trong vài tuần khi thải ra môi trường tự nhiên. Không những vậy, chitosan và protein có trong loại nhựa hữu cơ này khi phân hủy trong đất sẽ tạo ra nguồn dinh dưỡng mà thực vật có thể hấp thụ.

NHỰA SINH HỌC LÀM TỪ HẠT QUẢ BƠ

Đây là sáng chế của anh Scott Munguia , một sinh viên bang Monterrey, Mexico. Nhà sáng chế cho biết, loại nhựa mới này không gây ảnh hưởng đến môi trường vì thời gian phân hủy sau khi sử dụng là 240 ngày, hoặc có thể lâu hơn tùy thuộc lượng vi khuẩn trong môi trường.

Ngoài ra, nhờ tận dụng hạt của quả bơ mà con người bỏ đi, loại nhựa này còn giúp tiết kiệm chi phí sản xuất đáng kể.

SẢN XUẤT NHỰA SINH HỌC TỪ THỰC VẬT

Công ty nhựa sinh học Metabolix Cambridge (bang Massachusetts, Mỹ) đang phát triển công nghệ tổng hợp nhựa sinh học từ thực vật có đặc tính phân hủy sinh học là polyhydroxybutyrate (PHB).

Điều đặc biệt là PHB có thể được chiết xuất trực tiếp từ loại cỏ switchgrass biến đổi gene với chi phí thấp và không yêu cầu kỹ thuật cao. PHB có thể sản xuất nhựa dẻo và các hóa chất công nghiệp như butanol và propylene .

Ngoài ra, PHB từ cỏ switchgrass còn tạo ra năng lượng trung hòa và kiềm chế khí CO2 nên nó được coi là một nguồn nguyên liệu sinh học bền vừng.

SẢN XUẤT CHẤT DẺO TỪ NGUỒN NGUYÊN LIỆU TÁI TẠO

Các nhà hóa học ở Đại học Bath nước Anh đã sản xuất ra nhựa sinh học từ các nguồn nguyên liệu tái tạo như ngô, mía đường và nhựa của cây lá kim. Loại vật liệu này sẽ được sử dụng làm bao bì thực phẩm và sản xuất các miếng cấy ghép y tế.

NỆM MÚT TỪ CO2

Hãng xe Ford vừa sản xuất thành công nệm mút và các thành phần nhựa từ CO2 bằng giải pháp sử dụng và tái chế CO2. Hãng còn cho biết, loại nệm mút này đáp ứng tiêu chuẩn ôtô, có thể được dùng làm ghế hoặc một số ứng dụng dưới mui xe.

Ngoài ra, hãng Ford còn thực hiện một số nghiên cứu trong việc tích hợp các chất liệu thân thiện môi trường (như đậu nành, rơm, xơ dừa, cà rốt…) để chế tạo một số các thành phần và chi tiết trong xe.

VỎ HẠT ĐIỀU BIẾN THÀNH THIẾT BỊ ĐIỆN TỬ

Hãng điện tử NEC Corporation (Nhật Bản) đã chế tạo ra loại nhựa làm từ chất thải sinh học vỏ hạt điều. Loại nhựa này bền, có khả năng chịu nhiệt và nước tốt.

Trong tương lai, nó có thể được sử dụng để chế tạo hàng điện tử bền và thân thiện với môi trường hơn như máy tính.

Ngoài những vật liệu đã kể trên, các nhà khoa học còn nghiên cứu và sản xuất ra nhựa sinh học từ tảo biển (có giá thành rẻ và dễ sinh trưởng), cây mía, mỡ cá, nhựa tự phân hủy ngắn ngày… Dự đoán trong tương lai, ngành nhựa sinh học sẽ là giải pháp giúp giải quyết tình trạng ô nhiễm môi trường và thích ứng với biến đổi khí hậu.

ANH DƯƠNG (Tổng hợp)