Mỹ: Sử dụng vi khuẩn để sản xuất nhựa tái chế
Các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm Berkeley (Mỹ) mới đây đã phát triển một cách chế tạo vi khuẩn để sản xuất nguyên liệu thô, qua đó có thể chế tạo thành nhựa tái chế hoàn toàn.
Rác thải nhựa là một vấn đề lớn mà nhân loại đang phải đối mặt. Hầu hết các loại nhựa không thể tái chế, chứa các thành phần cơ bản là các chất hóa dầu gây ô nhiễm. Nhưng điều này đang thay đổi.
Trong một bài báo mới được công bố trên tạp chí Nature Sustainability, các nhà nghiên cứu đã sử dụng vi khuẩn để tạo ra các chất thay thế sinh học cho các thành phần trong một loại nhựa có thể tái chế vô hạn được gọi là poly(diketoenamine), hoặc PDK. Cách tiếp cận mới cho thấy nhựa tái chế không chỉ khả thi mà còn có những đặc tính vượt trội so với nhựa từ hóa dầu.
Kết quả này đến từ sự hợp tác giữa ba đơn vị thuộc Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Berkeley (Phòng thí nghiệm Berkeley) của Bộ Năng lượng: Phòng Phân tử (Molecular Foundry), Viện Năng lượng sinh học liên hợp (JBEI) và Nguồn sáng tiên tiến (Advanced Light Source).
Nhà khoa học Brett Helms tại Phòng Phân tử, người đứng đầu dự án, cho biết: “Đây là lần đầu tiên các nhà khoa học tích hợp các sản phẩm sinh học để tạo ra nhựa PDK với nền tảng sinh học là chủ yếu và cũng là lần đầu tiên bạn nhìn thấy lợi thế sinh học so với việc sử dụng hóa dầu, cả về đặc tính của vật liệu và chi phí sản xuất ở quy mô lớn”.
Khác với nhựa truyền thống, nhựa PDK có thể tái cấu trúc nhiều lần tạo ra các thành phần nguyên sơ, dùng để chế tạo sản phẩm mới mà vẫn giữ nguyên chất lượng. Ban đầu, nhựa PDK sử dụng các nguyên liệu có nguồn gốc từ hóa dầu, nhưng giờ đây, các nhà khoa học đã sản xuất những nguyên liệu đó bằng vi khuẩn. Sau bốn năm nỗ lực, nhóm nghiên cứu đã dùng E.coli để biến đường từ thực vật thành một số nguyên liệu ban đầu – một phân tử được gọi là triacetic acid lactone, hay bioTAL và tạo ra nhựa PDK với hàm lượng sinh học khoảng 80%.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết, các phiên bản trong tương lai sẽ đạt 100%. Những cải tiến khác sẽ là trọng tâm của nhiều công việc hơn, bao gồm tìm cách khiến vi khuẩn chuyển đổi nhiều loại đường và hợp chất thực vật thành nguyên liệu thô. Đồng thời, đẩy nhanh quá trình chuyển đổi đó.
Nhựa PDK có thể được sử dụng cho nhiều loại sản phẩm, bao gồm chất kết dính, các vật dụng mềm dẻo như dây cáp máy tính hoặc dây đeo đồng hồ, vật liệu xây dựng và nhựa nhiệt rắn. Khi kết hợp bioTAL vào vật liệu, các nhà nghiên cứu rất ngạc nhiên khi thấy nhiệt độ hoạt động của vật liệu đã tăng lên 60oC so với thông thường. Điều này mở ra cơ hội ứng dụng nhựa PDK trong các sản phẩm cần khả năng chịu nhiệt đặc biệt như các thiết bị thể thao và các bộ phận ô tô như tấm cản hoặc bảng điều khiển.
Thiên Bảo (T/h)
