Các phân tử đường, bổ sung vào nhựa sinh học đẩy nhanh quá trình phân hủy dưới ánh sáng mặt trời

VietTimes – Các nhà khoa học thuộc Đại học Bath (Anh) đã phát hiện thêm các phân tử đường vào polymer làm tăng khả năng phân hủy của vật chất khi tiếp xúc với bức xạ cực tím của ánh sáng mặt trời.

Bổ sung đường vào nhựa sinh học làm tăng khả năng phân hủy. Ảnh minh họa

Bổ sung đường vào nhựa sinh học làm tăng khả năng phân hủy. Ảnh minh họa

Hầu hết các loại nhựa có nhãn phân hủy sinh học chỉ có thể phân hủy khi ủ trong môi trường công nghiệp. Nhược điểm này được các nhà nghiên cứu tại Đại học Bath khắc phục nhờ thêm đường vào cấu trúc polymer, thúc đẩy phân hủy nhựa thải loại chỉ bằng cách sử dụng tia cực tím của ánh sáng mặt trời.

Sự quan tâm đặc biệt về rác thải nhựa thúc đẩy ngành công nghiệp nhẹ sử dụng rộng rãi nhựa polyester nhiệt dẻo phân hủy sinh học PLA (axit poly lactic), một chất thay thế bền vững, có thể tái tạo cho các loại nhựa polymer sản xuất từ dầu thô. PLA được sử dụng trong mọi vật dụng, từ cốc và túi trà sử dụng một lần đến mực in 3D và giấy nhựa đóng gói .

Nhựa PLA được quảng cáo là có thể phân hủy sinh học, nhưng vật liệu chỉ hòa tan trong điều kiện ủ phân công nghiệp có nhiệt độ và độ ẩm cao. Điều kiện này không thể thực hiện được trong các đống phân trộn hoặc rác thải dân dụng. Vật liệu cũng có khả năng phân hủy sinh học hạn chế trong môi trường tự nhiên như chôn vùi xuống đất hoặc thả trôi ra biển, đại dương.

Các nhà khoa học tại Trung tâm Công nghệ bền vững vòng tròn (CSCT) thuộc Đại học Bath đã phát minh ra một phương pháp làm tăng tốc độ phân hủy nhựa polymer này trong môi trường tự nhiên.

Nhóm nghiên phát hiện được, nếu cho thêm thêm các lượng phân tử đường khác nhau vào polymer, các nhà khoa học có thể làm thay đổi mức độ phân hủy của nhựa. Thí nghiệm cho thấy, nếu kết hợp ít nhất 3% các đơn vị đường vào PLA, vật liệu sẽ phân hủy đến 40% chỉ trong 6 giờ khi bị chiếu tia cực tím.

Đặc biệt quan trọng là công nghệ này tương thích với những quy trình sản xuất nhựa hiện đang sử dụng, cho phép các nhà sản xuất nhựa dân dụng thử nghiệm và áp dụng nhanh chóng vào sản xuất.

Kết quả của công trình nghiên cứu được công bố trên tạp chí Chemical Communications . Nhóm nghiên cứu hy vọng, phát minh này sẽ được ngành công nghiệp nhựa ứng dụng trong tương lai gần để nhựa PLA dễ phân hủy hơn vào cuối vòng đời của sản phẩm.

TS Antoine Buchard, Thành viên Nghiên cứu thuộc Đại học Royal Society và là Phó Giáo sư Hóa học Polymer thuộc Trung tâm CSCT là chủ nghiệm công trình nghiên cứu cho biết: “Rất nhiều chất dẻo được dán nhãn phân hủy sinh học, nhưng nhựa chỉ phân hủy nếu được xử lý trong một thùng ủ chất thải công nghiệp, còn nếu ủ trong các đống phân hoặc rác sinh học tự nhiên, vật liệu sẽ tồn tại hàng chục năm.

Tất cả các loại nhựa PLA được tạo thành từ các chuỗi polyme dài, rất khó bị nước và các enzyme tự nhiên phân hủy.

Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã bổ sung các phân tử đường vào những chuỗi polymer, liên kết với mọi phân tử khác bằng những liên kết có thể bị phá vỡ, sử dụng nguồn sáng cực tím.

Tia cực tím sẽ phá vỡ polymer (PLA) thành các chuỗi polymer nhỏ hơn, nhạy cảm hơn với quá trình thủy phân. Tính chất này sẽ khiến nhựa dễ phân hủy hơn trong môi trường tự nhiên. Công nghệ của nhóm nghiên cứu có thể chế tạo ra chất dẻo bền vững, sử dụng một lần, phi tái chế, phân hủy dưới ánh sáng mặt trời.