Men tiêu hóa của sâu sáp có thể phân giải nhựa, tiềm năng tạo đột phá cho ngành tái chế

Một cách ngẫu nhiên, giáo sư sinh học kiêm thợ nuôi ong nghiệp dư đã phát hiện ra đặc tính bất ngờ của nước dãi loài sâu sáp.

Người nuôi ong thường coi sâu sáp là vật gây hại, chúng ký sinh tại tổ ong và ăn sáp và đôi khi ăn cả ấu trùng ong. Nhưng với nuôi thú cảnh, sâu sáp lại là nguồn thực phẩm giàu dinh dưỡng, khi sâu sáp vừa giàu chất béo, dễ nuôi mà lại sống sót tối ở điều kiện nhiệt độ thấp.

Với tất cả chúng ta, sâu sáp có thể là cứu tinh khi men tiêu hóa trong nước dãi của chúng có thể phá tan cấu trúc của túi nilon, giúp hóa giải vấn nạn rác thải nhựa đang làm đau đầu nhân loại nhiều thập kỷ nay.

Sâu sáp. (Ảnh: National Geographic).

Trong những nghiên cứu đầu tiên, các nhà khoa học phát hiện ra loại men tiêu hóa đặc biệt có thể phá vỡ cấu trúc polyethylene (vật liệu thường được dùng trong sản xuất chai nhựa) chỉ trong vài giờ ở điều kiện nhiệt độ phòng. Sâu sáp có thể mở ra khả năng tái chế nhựa hiệu quả với chi phí thấp.

Phát hiện tới sau khi một nhà khoa học, và cũng là một người nuôi ong nghiệp dư, phát hiện ra một tổ ong có sâu sáp ký sinh. Quan sát thấy ấu trùng sâu có thể ăn thủng những túi nilon, giáo sư Federica Bertocchini nảy ra ý tưởng mới. Nghiên cứu của ông viết rõ: dãi của loài côn trùng này có thể chứa “một men tiêu hóa làm suy biến có khả năng cách mạng hóa [quá trình dọn dẹp rác thải gây ô nhiễm]”.

“Tổ ong của tôi bị sâu sáp ký sinh nhiều, tôi đã dọn và đổ sâu vào trong túi nilon”, giáo sư Bertocchini tới từ Trung tâm Nghiên cứu Sinh học tại Madrid kể lại. “Sau một thời gian, tôi phát hiện ra lỗ trên túi và thấy nó không chỉ bị nhai thủng, có quá trình [phân hủy hóa học diễn ra], và đó là khởi đầu của câu chuyện”.

Men tiêu hóa do sâu sáp tạo ra có thể ăn mòn được nhựa. (Ảnh: CSIC Communications Department/PA).

Polyethylene chiếm 30% tổng số nguyên vật liệu chế tạo nhựa, được dùng nhiều trong sản xuất chai, bao bì đóng gói và góp một phần không nhỏ trong tổng lượng rác thải toàn cầu. Quy trình tái chế quy mô lớn hiện hành sử dụng nhiều hóa chất độc hại, tuy nhiên thành phẩm lại có giá trị thấp.

Việc bẻ gãy cấu trúc hóa chất có thể giúp ta lấy lại được những vật liệu dễ tái chế, thậm chí tiếp tục tạo ra nhựa để hạn chế lượng nhựa mới phát sinh. Theo lời các nhà nghiên cứu, men tiêu hóa có trong sâu sáp có thể được tổng hợp dễ dàng, phá vỡ được rào cản vốn ngăn ngành công nghiệp tái chế xử lý nhựa polyme hiệu quả. Quy trình cũng sẽ không cần lượng nhiệt lớn như trước, khi men tiêu hóa hoạt động được ở nhiệt độ thường, trong nước và trong môi trường độ pH trung tính.

Quá trình nghiên cứu vẫn đang trong giai đoạn đầu, phương pháp mới chưa thể được nâng tới quy mô công nghiệp. Tuy nhiên, những nhà khoa học lạc quan cho rằng các hộ gia đình có thể sớm sở hữu những bộ phân hủy rác nhựa tại gia.

Các nhà khoa học đang cố gắng tìm ra một loài côn trùng khác sở hữu men tiêu hóa tương tự sâu sáp và đạt được những thành công nhất định. Một nghiên cứu xuất bản năm 2021 cho thấy vi khuẩn trong đất và trong nước biển đang tiến hóa để ăn được nhựa, một báo cáo khác cho thấy có 30.000 loại men tiêu hóa khác nhau có thể làm suy biến 10 loại nhựa.

Rác thải nhựa vẫn tiếp tục là vấn nạn với môi trường. Ảnh: Getty Images

Rác thải nhựa tiếp tục là vấn nạn nhức nhối, với hàng triệu tấn nhựa mới bị thải ra mỗi năm, “xâm lấn” cả những khu vực như đỉnh Everest hay rãnh đại dương sâu nhất thế giới Mariana. Quá trình tái chế vốn không hiệu quả sẽ được đẩy lên tầm cao mới với những phương pháp sinh học, thay vì sử dụng hóa chất độc hại như trước đây.

Nội trong dãi của sâu sáp, các nhà khoa học đã xác định được 2 loại protein có thể ăn mòn nhựa. Giả định cho hay, khả năng ăn nhựa tiến hóa từ việc sâu sáp lấy dinh dưỡng từ sáp ong. Cũng có thể khả năng này là cơ chế phòng vệ của sâu sáp trước một số loài thực vật nhất định, một cách trùng hợp men tiêu hóa của sâu sáp lại bẻ gãy được liên kết một số nhựa có cấu trúc tương tự độc tố do cây tạo ra.

Cập nhật: 15/10/2022 Tổ Quốc