Thư viện Nguồn Tin KH&CN Tài nguyên là trí thức
Bài viết liên quan
Nhựa hữu ích và có mặt khắp mọi nơi nhưng đó không hẳn là một sự kết hợp hoàn hảo. Phần lớn rác nhựa không thể tái chế, nghĩa là rốt cuộc tốt nhất là chúng sẽ đi ra bãi chôn lấp hoặc tệ nhất là bị tuồn ra đại dương. Để giúp kìm hãm vấn đề, các nhà nghiên cứu tại Berkeley Lab vừa mới thiết kế một loại nhựa mới có thể hạ cấp xuống thành các thành phần phân tử trước khi được tái chế nhiều lần.
Các nhà nghiên cứu Berkeley Lab vừa phát triển được một loại nhựa mới có thể phân giải thành các thành phần phân tử và tái chế được (Ảnh: coprid/Depositphotos)
Theo LHQ, mỗi năm có khoảng 300 triệu tấn rác nhựa được tạo ra. Không có gì ngạc nhiên rằng lượng rác thải này sẽ tìm đường đến những vùng sâu nhất trong đại dương, đi vào chuỗi thức ăn và thậm chí có thể để lại dấu vết không thể gột sạch trong hồ sơ địa chất của trái đất.
Với nhận thức về vấn đề ngày càng tăng, chúng ta đã chứng kiến những lệnh cấm đồ nhựa sử dụng một lần, các dự án dọn sạch đại dương khổng lồ và việc sử dụng sáng tạo rác nhựa như biến chúng thành những thứ như đường chạy xe đạp, giày dép, tác phẩm nghệ thuật sắp đặt và nhiên liệu diesel.
Thậm chí với tất cả những tùy chọn đó, phần lớn rác nhựa rốt cuộc vẫn kết thúc tại các bãi chôn lấp hay lò đốt và phần lớn lý do là vì nhựa là vật liệu khó tái chế. Vấn đề là các loại nhựa khác nhau như cứng, mềm, có màu hay trong suốt thường khó tái chế cùng với nhau. Điều đó có nghĩa rằng tất cả chúng sẽ được nghiền nhỏ thành một chất mới với một số thuộc tính tương đối khó dự đoán.
Do đó, thay vì thiết kế một loại nhựa dựa trên tuổi thọ khi sử dụng, nhóm Berkeley Lab lại tập trung vào “kiếp sau” của nó. Sản phẩm mới có tên poly(diketoenamine) hay PDK được được rút gọn xuống thành các bộ phận cấu thành phân tử của nó và sau đó được tái lắp ráp khi cần.
“Hầu hết các loại nhựa không được tạo ra để tái chế. Nhưng húng tôi vừa khám phá ra một cách để lắp ráp nhựa có xem xét đến việc tái chế từ góc độ phân tử”, tác giả dẫn đầu nghiên cứu Peter Christensen cho biết.
Khối xây dựng cơ bản nhất của nhựa là các phân tử có tên monomer vốn liên kết chặt chẽ với nhau thành polyme và được phối trộn cùng các chất phụ gia hóa học khác. Thông thường, các liên kết đó khó phá vỡ nhưng các monomer trong nhựa PDK được thiết kế để tách ra một cách dễ dàng hơn, cho phép chúng tái được xây dựng thành một dạng vật liệu mới sau đó.
“Với nhựa PDK, các liên kết không thể biến đổi của nhựa thông thường được thay thế bằng các liên kết thuận nghịch cho phép nhựa được tái chế hiệu quả hơn”, nhà nghiên cứu dẫn đầu cho biết.
Để làm việc đó, một miếng nhựa PDK cũ có thể được nhúng vào axit. Axit sẽ phân hủy các liên kết và rút gọn vật liệu trở lại thành các monomer ban đầu cũng như tách chúng với các chất phụ gia hóa học khác. Các monomer này sau đó có thể tái sử dụng trong các sản phẩm nhựa mới.
Nhóm đã thử nghiệm nhiều hỗn hợp khác nhau của vật liệu và sau đó chứng minh rằng toàn bộ chu kỳ có thể hoạt động như mong mong muốn. Nhựa PDK có thể phân hủy hoàn toàn trong axit và monomer thu được sau đó có thể được tái xây dựng thành nhựa mới. Màu sắc và các đặc tính khác của sản phẩm cũ không ảnh hưởng đến vật liệu mới. Nhóm cho hay nhựa này cũng có thể được “nâng cấp ngược” lên thành các sản phẩm chất lượng cao hơn bằng cách bổ sung các hóa chất mới.
Mặc dù vậy, axit không phải là cách duy nhất để phân hủy nhựa này. Các loại nhựa tái chế khác dường như cũng đảo ngược lại thành trạng thái monomer bằng cách sử dụng nhiệt hoặc các loại xúc tác hóa học khác.
Mục tiêu cuối cùng của nhựa PDK và các loại nhựa có khả năng tái chế khác là làm cho ngành công nghiệp nhựa có tính xoay vòng hơn thay vì đi theo đường thẳng ra biển. Nhưng dĩ nhiên, điều đó sẽ đòi hỏi một số thay đổi về hạ tầng tương đối lớn bao gồm những chương trình thu gom và các cơ sở chuyên môn hóa.
“Chúng ta đang ở điểm tới hạn mà ở đó chúng ta cần nghĩ về hạ tầng cần thiết để hiện đại hóa các cơ sở tái chế cho việc xử lý và phân loại rác trong tương lai. Nếu các cơ sở này được thiết kế để tái chế hoặc nâng cấp PDK và các loại nhựa liên quan thì chúng ta có thể chuyển hướng hiệu quả nhựa khỏi bãi chôn lấp và đại dương. Giờ là thời điểm thú vị để bắt đầu nghĩ về cách thiết kế cả vật liệu và cơ sở tái chế để cho phép nhựa xoay vòng”, Helms cho biết thêm.
PV (New Atlas)
