Nhựa bền và chắc, điều này rất tuyệt khi sử dụng nhưng lại gây khó chịu khi chúng thải ra môi trường. Các nhà khoa học tại RIKEN ở Nhật Bản đã phát triển loại nhựa mới có độ ổn định tương đương khi sử dụng hằng ngày nhưng lại hòa tan nhanh trong nước muối, để lại các hợp chất an toàn.

Lợi ích của nhựa là chúng được tạo thành từ các liên kết cộng hóa trị mạnh mẽ giữ các phân tử lại với nhau, nghĩa là chúng cần rất nhiều năng lượng để phá vỡ. Đây là lý do tại sao chúng chắc chắn, bền lâu và hoàn hảo cho mọi thứ, từ bao bì đến đồ chơi. Nhưng những liên kết mạnh mẽ đó lại trở thành vấn đề sau khi vòng đời hữu ích của một sản phẩm nhựa kết thúc. Chiếc cốc bạn đã dùng một lần và vứt đi sẽ nằm trong bãi rác nhiều thập kỷ, thậm chí nhiều thế kỷ, trước khi nó phân hủy hoàn toàn. Và khi phân hủy, nó tạo thành các mảnh nhựa siêu nhỏ xuất hiện ở mọi ngóc ngách của thế giới tự nhiên, bao gồm cả cơ thể, nơi chúng tàn phá sức khỏe của chúng ta theo những cách mà chúng ta mới chỉ bắt đầu hiểu.

Các nhà nghiên cứu của RIKEN hiện đã phát triển loại nhựa mới có thể hoạt động tốt như nhựa thông thường khi cần thiết và dễ dàng phân hủy thành các hợp chất an toàn khi không cần thiết. Theo nhóm nghiên cứu, loại nhựa này được làm từ những thứ được gọi là polyme siêu phân tử, có liên kết có thể đảo ngược hoạt động giống như giấy nhớ có thể dán, tháo và dán lại.

Nhóm nghiên cứu muốn tạo ra một loại polyme siêu phân tử cụ thể đủ bền để sử dụng cho mục đích thông thường của nhựa, nhưng cũng có thể phân hủy nhanh khi cần thiết, trong điều kiện nhẹ nhàng và chỉ để lại các hợp chất không độc hại.

Một tờ mẫu của nhựa phân hủy sinh học mới.

Sau khi sàng lọc một loạt phân tử, các nhà nghiên cứu đã xác định được một sự kết hợp cụ thể có vẻ như có các đặc tính phù hợp – natri hexametaphosphate, một chất phụ gia thực phẩm phổ biến và các monome dựa trên các ion guanidinium, được sử dụng trong phân bón. Khi hai hợp chất này được trộn với nhau trong nước, chúng tạo thành một vật liệu nhớt có thể được sấy khô để tạo thành nhựa.

Phản ứng giữa hai thành phần tạo thành "cầu muối" giữa các phân tử làm cho vật liệu bền và dẻo, giống như nhựa thông thường. Tuy nhiên, khi được ngâm trong nước muối, chất điện phân sẽ mở khóa các liên kết đó và vật liệu sẽ hòa tan.

Trên thực tế, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng vật liệu này cũng bền như nhựa thông thường khi sử dụng, không bắt lửa, không màu và trong suốt. Tuy nhiên, khi ngâm trong nước muối, nhựa tan hoàn toàn trong khoảng tám tiếng rưỡi. Tất nhiên, có một rào cản lớn với bất kỳ vật liệu nhựa phân hủy nào: nếu nó tiếp xúc với chất xúc tác để phân hủy trước khi bạn muốn thì sao? Một chiếc cốc nhựa sẽ vô dụng nếu một số chất lỏng nhất định có thể hòa tan nó.

Trong trường hợp này, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng việc áp dụng lớp phủ kỵ nước ngăn chặn bất kỳ sự phân hủy sớm nào của vật liệu. Khi cuối cùng bạn muốn vứt bỏ nó, chỉ cần một vết xước đơn giản trên bề mặt là đủ để nước muối chảy ngược trở lại, cho phép vật liệu hòa tan nhanh như các tấm không được phủ.

Trong khi một số loại nhựa phân hủy sinh học vẫn có thể để lại hạt vi nhựa có hại, vật liệu này phân hủy thành nitơ và phốt pho, là những chất dinh dưỡng hữu ích cho thực vật và vi khuẩn. Tuy nhiên, quá nhiều chất này cũng có thể gây rối loạn cho môi trường, vì vậy nhóm nghiên cứu đề xuất quy trình tốt nhất có thể là thực hiện phần lớn quá trình tái chế tại các nhà máy chuyên dụng, nơi nguyên tố thu được có thể thu hồi để sử dụng trong tương lai. Nhưng nếu một phần trôi ra đại dương, chúng sẽ ít gây hại hơn nhiều, thậm chí có thể có lợi so với rác thải nhựa hiện nay.

Nguồn: vietq.vn