Các nhà khoa học chế tạo nhựa an toàn từ thực vật

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California - San Diego đã chế tạo ra một loại nhựa có nguồn gốc thực vật và có thể phân huỷ sinh học.

Theo trang Daily Mail (Anh), loại nhựa polyme mới – còn gọi là nhựa sinh học – được phát triển từ tảo. Các nhà khoa học phát hiện ra rằng 97% chất nhựa này phân hủy sinh học tại các bãi chôn lấp chỉ trong 200 ngày. Trong khi đó, chỉ 35% nhựa truyền thống có thể phân hủy trong cùng khoảng thời gian.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một giải pháp thay thế nhựa tạo ra vi nhựa (hình trên). (Ảnh: Shutterstock).

Đặc biệt, loại nhựa mới này sẽ không phân huỷ thành các hạt vi nhựa gây ung thư.

Vi nhựa là những hạt nhựa siêu nhỏ có trong các sản phẩm nhựa thông thường và đã được tìm thấy trong cả động mạch, phổi và nhau thai của con người. Hạt vi nhựa có thể mất từ 100 đến 1.000 năm để phân hủy.

Ông Michael Burkart, Giáo sư hóa học và hóa sinh tại Đại học California - San Diego, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chúng tôi chỉ mới bắt đầu hiểu được ý nghĩa của hạt vi nhựa. Chúng tôi đang cố gắng tìm kiếm vật liệu thay thế cho những vật liệu đang tồn tại và đảm bảo những vật liệu thay thế này sẽ phân hủy sinh học khi hết thời gian sử dụng, thay vì tích tụ trong môi trường. Nhưng điều đó không hề dễ dàng”.

Nhóm nghiên cứu đã khởi động dự án bằng cách nghiền các polyme có nguồn gốc thực vật thành các vi hạt và sử dụng ba công cụ đo lường để kiểm tra xem vi khuẩn trong hỗn hợp này có phân hủy vật liệu hay không.

Các nhà khoa học đã sử dụng công cụ đo hô hấp để kiểm tra lượng carbon dioxide (CO₂) được giải phóng khi phân hủy vật liệu. Kết quả cho thấy vật liệu này phù hợp 100% với tiêu chuẩn ngành về khả năng phân hủy sinh học.

Tiêu chuẩn công nghiệp về khả năng phân hủy sinh học là sản phẩm phải phân hủy ít nhất 90% trong vòng 6 tháng.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu so sánh giữa vi nhựa từ tảo với vi nhựa từ dầu mỏ bằng phương pháp tuyển nổi nước - công nghệ tách các tạp chất (ở dạng hạt rắn hoặc lỏng) phân tán không tan, khả năng tự lắng kém ra khỏi chất lỏng.

Do nhựa nổi, nên chúng có thể dễ dàng được tách khỏi mặt nước. Các nhà nghiên cứu đã kiểm tra cả hai loại nhựa sau khoảng thời gian 90 và 200 ngày, nhưng khi kết thúc thử nghiệm, gần như toàn bộ vi nhựa gốc dầu mỏ đã được thu hồi.

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu chỉ thu hồi được 32% vi nhựa có nguồn gốc thực vật sau 90 ngày và 3% sau 200 ngày, nghĩa là 97% vật liệu thử nghiệm đã phân hủy sinh học.

Bước cuối cùng là phát hiện sự hiện diện của monome – những hạt nhỏ tạo nên nhựa – để xác minh rằng polyme đã phân hủy trở lại thành nguyên liệu thực vật ban đầu được sử dụng để tạo ra nó.

Thời gian phân huỷ của nhựa sinh học mới và nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ. (Ảnh: Daily Mail).

Ông Stephen Mayfield - đồng tác giả nghiên cứu, Giáo sư tại Trường Khoa học Sinh học và đồng sáng lập của Algenesis - cho biết vật liệu này là loại nhựa đầu tiên được chứng minh không tạo ra vi nhựa khi sử dụng.

“Đây không chỉ là một giải pháp bền vững cho vòng đời sản phẩm cuối cùng và các bãi chôn lấp quá tải của chúng ta. Đây thực sự là nhựa an toàn cho sức khoẻ”, ông nói.

Nghiên cứu mới đánh dấu bước tiến quan trọng trong nỗ lực loại bỏ vi nhựa độc hại ra khỏi môi trường - có thể gây ra các cơn đau tim, một số bệnh ung thư, các vấn đề về sinh sản và chứng mất trí nhớ.

Một số nhà nghiên cứu và chuyên gia y tế công cộng cũng bày tỏ lo ngại rằng việc tiếp xúc với vi nhựa có thể khiến trẻ sinh ra bị nhẹ cân.

Gần đây, vi nhựa đã thu hút nhiều sự quan tâm của công chúng khi giới khoa học phát hiện chúng tồn tại phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của con người. Các hạt nhỏ này cũng đã được tìm thấy ở hầu hết mọi nơi trên thế giới - từ nơi sâu nhất trên hành tinh, rãnh Mariana, cho đến đỉnh núi Everest.

Năm 2016, ba giáo sư tại trường Đại học California - San Diego từng biến tảo thành một loại nhiên liệu để theo đuổi mục tiêu tạo ra đôi giày có thể phân hủy sinh học đầu tiên.

Nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc tạo ra một loại nhựa polyme từ tảo mang tên TPU-FC1 và cho ra mắt đế giày polyurethane có khả năng phân hủy sinh học đầu tiên được làm từ dầu tảo hóa thạch vào năm 2022.

Nhựa được làm từ dầu tảo hoá thạch có thể trở thành lựa chọn tốt nhất cho các sản phẩm phân hủy sinh học trong tương lai.

Nhóm nghiên cứu cũng tiết lộ rằng họ đã hợp tác với một nhóm kỹ thuật để sử dụng loại nhựa sinh học mới trong sản xuất vỏ điện thoại di động.

• 6 siêu vật liệu có thể thay đổi thế giới
• Nhựa sinh học – công nghệ của tương lai
• Nhựa sinh học từ thực vật an toàn với môi trường