Sản xuất nhựa tự hủy từ vanillin

Nhựa được biết đến là có khả năng tồn tại trong môi trường nhiều năm. Dẫn xuất vanillin được phát triển có thể hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 300 nm. Mặc dù, các chất thay thế làm từ sinh khối có thể giải quyết tốt vấn đề này, nhưng chúng không phải lúc nào cũng mang lại hiệu suất như nhau trong quá trình sử dụng. Các nhà khoa học đã tạo ra một dạng nhựa sinh học mới, dựa vào chiết xuất đậu vani. Từ đó, giúp chúng duy trì ổn định trong suốt thời gian tồn tại và tự hủy theo lệnh khi phản ứng với một bước sóng ánh sáng cụ thể. Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie.

Hợp chất hữu cơ chính của bước đột phá này là vanillin. Đây là thành phần hóa học chính của chiết xuất đậu vani. Không chỉ là một chất tạo hương thông thường, vanillin còn được sử dụng trong thuốc diệt cỏ, mỹ phẩm cũng như các sản phẩm tẩy rửa. Các tác giả của nghiên cứu đã phát hiện, vanillin cũng có thể đóng vai trò quan trọng để tạo ra những loại nhựa thân thiện với môi trường.

Nhóm các nhà nghiên cứu liên ngành từ Mỹ - Jayaraman Sivaguru tại Trung tâm Khoa học Quang hóa, Đại học Tiểu bang Bowling Green ở Bowling Green, Ohio, và Mukund P. Sibi và Dean C. Webster tại Đại học Bang North Dakota ở Fargo, đã chọn nhựa có thể suy thoái bằng cách kích hoạt từ chiếu xạ với ánh sáng. Họ đã phát triển các polyme liên kết chéo có chứa các khối dựa trên vanillin. Vanillin có thể được sản xuất từ nguyên liệu như lignin, là một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất xenlulo.

Dẫn xuất vanillin mà họ phát triển có thể hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 300 nm. Điều quan trọng là, bước sóng cụ thể của tia UV này không nằm trong quang phổ của ánh sáng Mặt trời thông thường. Khi chịu ánh sáng dạng này, dẫn xuất vanillin sẽ chuyển sang trạng thái kích thích, xảy ra phản ứng hóa học. Sau đó, tạo ra phản ứng phân hủy polyme. Ngoài việc phân hủy theo yêu cầu, nhựa sinh học cũng có thể được giảm xuống thành các khối. Cụ thể, các nhà khoa học có thể thu hồi 60% monome. Sau đó, đơn phân này có thể được sử dụng để xây dựng lại polyme mà không bị giảm chất lượng. Điều này có nghĩa là nhựa sinh học dựa trên vanillin có thể phân hủy. Đồng thời, có thể được chuyển hóa thành các sản phẩm nhựa hiệu suất cao không kém.

Thật thú vị, đây không phải là lần đầu tiên vanillin được đưa vào những nghiên cứu liên quan đến nhựa. Năm 2021, các nhà khoa học đã thành công chứng minh cách chai nhựa có thể được chuyển đổi thành hợp chất với sự hỗ trợ của vi khuẩn.

(Theo www.vpas.vn)