Loại nhựa đầu tiên phân hủy sinh học ở cấp độ vi nhựa

Vi nhựa thông thường có thể cần từ 100 - 1.000 năm để phân hủy. Ảnh: Whitehoune/iStock

Vi nhựa là những mảnh vụn tí hon và gần như không thể phá hủy sinh ra từ các sản phẩm nhựa hàng ngày. Nhóm chuyên gia tại Đại học California San Diego và công ty khoa học vật liệu Algenesis phát triển loại polymer gốc thực vật với khả năng phân hủy sinh học, kể cả ở cấp độ vi nhựa, trong vòng chưa đầy 7 tháng, Science Daily hôm 25/3 đưa tin. Lưu ý, mọi loại nhựa đều là polymer, nhưng không phải tất cả polymer đều là nhựa.

"Chúng tôi đang cố gắng tìm kiếm giải pháp thay thế cho các vật liệu hiện nay và đảm bảo vật liệu thay thế sẽ phân hủy sinh học khi hết thời gian sử dụng thay vì tích tụ trong môi trường", giáo sư hóa học và hóa sinh Michael Burkart, thành viên nhóm nghiên cứu, nhà đồng sáng lập Algenesis, chia sẻ. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Nature Scientific Reports.

Để kiểm tra khả năng phân hủy sinh học, nhóm nghiên cứu nghiền vật liệu mới thành những vi hạt siêu nhỏ và sử dụng 3 công cụ đo đạc khác nhau để xác nhận rằng khi cho vào phân hữu cơ, vật liệu được vi khuẩn tiêu hóa.

Công cụ đầu tiên là hô hấp kế. Khi vi khuẩn phân giải vật liệu phân hữu cơ, chúng sẽ giải phóng CO2 và hô hấp kế có thể đo đạc lượng CO2 này. Kết quả sau đó được so sánh với sự phân hủy cellulose, được coi là tiêu chuẩn công nghiệp về khả năng phân hủy sinh học 100%. Loại polymer gốc thực vật mới khớp với cellulose ở mức gần 100%.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp tuyển nổi bằng nước. Nhựa nổi và không tan trong nước nên có thể dễ dàng được vớt lên. Trong các khoảng thời gian 90 ngày và 200 ngày, gần như 100% vi nhựa gốc dầu mỏ được thu hồi, cho thấy chúng không phân hủy sinh học. Tuy nhiên, sau 90 ngày, chỉ có 32% vi nhựa gốc tảo được thu hồi, đồng nghĩa hơn 2/3 đã phân hủy sinh học. Sau 200 ngày, con số này giảm còn 3%, nghĩa là 97% đã biến mất.

Công cụ cuối cùng liên quan đến phân tích hóa học thông qua hệ thống sắc ký khí/khối phổ (GCMS), giúp phát hiện sự hiện diện của các monomer tạo nên nhựa, cho thấy polymer đã bị phân giải thành những vật liệu thực vật ban đầu.

"Vật liệu này là loại nhựa đầu tiên được chứng minh là không để lại vi nhựa khi sử dụng. Đây không chỉ là giải pháp bền vững cho vòng đời sản phẩm và các bãi rác chật chội mà còn là loại nhựa không khiến chúng ta sinh bệnh", Stephen Mayfield, đồng tác giả nghiên cứu, giáo sư Trường Khoa học Sinh học thuộc Đại học California San Diego, nhà đồng sáng lập Algenesis, cho biết.

Thách thức hiện nay là làm thế nào để ứng dụng vật liệu mới trên những thiết bị vốn được sản xuất cho nhựa truyền thống. Algenesis đang đạt được một số bước tiến trong quá trình này. Họ hợp tác với một số công ty để sản xuất những sản phẩm sử dụng polymer gốc thực vật của Đại học California San Diego, ví dụ công ty Trelleborg với sản phẩm vải có lớp phủ và công ty RhinoShield với sản phẩm ốp điện thoại di động.

(Theo Hiệp hội nhựa Việt Nam)