Nhựa phân hủy nhanh trong môi trường nước

Loại nhựa mới iPPO

Nhà khoa học Bryce Lipinski, nghiên cứu sinh tiến sĩ thuộc Phòng Thí nghiệm Geoff Coates, giáo sư hóa học và sinh hóa tại Đại học Cornell, dẫn đầu nghiên cứu này cho biết, họ đã tạo ra một loại nhựa mới, có những tính chất cơ học đúng như yêu cầu của các ngư cụ thương mại. Nhưng khi bị ngâm trong môi trường nước, nhựa tổng hợp này có thể tự phân hủy.

Thuyền đánh cá của ngư dân Mỹ.

Trong ngành ngư nghiệp, lưới đánh cá và dây thừng chủ yếu được làm từ ba loại polymer tổng hợp: polypropylen đẳng hướng (isotactic), polyetylen mật độ cao (HDPE) và nylon-6,6, không có loại nào trong số này dễ bị phân hủy.

Theo GS Bryce Lipinski, trong những năm gần đây, nghiên cứu về sự phân hủy nhựa có được nhiều sự quan tâm hơn, nhưng có được một vật liệu có độ bền cơ học tương đương với nhựa thương mại đang sử dụng vẫn là một thách thức khó khăn.

Nhóm nghiên cứu đã dành 15 năm qua để phát triển loại nhựa này được đặt tên là oxit polypropylen đẳng hướng, hay iPPO.

Các nhà khoa học đã phát hiện nguyên mẫu ban đầu của loại nhựa này năm 1949, nhưng độ bền cơ học và sự phân hủy quang của vật liệu này chỉ được biết đến trong công trình nghiên cứu này.

Tính đẳng hướng cao (tính đều đặn của các mắt xích phân tử) và độ dài chuỗi polymer khiến vật liệu mới hoàn toàn khác biệt với nguyên mẫu ban đầu và có được độ bền cơ học cần thiết cho các công cụ thông thường.

Ông Lipinski nhấn mạnh rằng, nhựa tổng hợp iPPO ổn định trong khai thác sử dụng thông thường, nhưng nhựa sẽ dần dần bị phân hủy khi tiếp xúc với tia cực tím  (UV). Điều đó có nghĩa là, khi các công cụ ngư trường của nhựa iPPO, bị thất lạc trên biển, sông hồ sẽ dần bị phân hủy và biến mất trong môi trường.

Sự thay đổi trong thành phần của nhựa được quan sát thấy rõ ràng trong phòng thí nghiệm, nhưng nếu quan sát trực quan, nhựa dường như không thay đổi nhiều trong quá trình khai thác sử dụng.

Tốc độ xuống cấp của nhựa phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, trong điều kiện phòng thí nghiệm, chiều dài chuỗi polymer suy giảm đến một phần tư độ dài ban đầu sau 30 ngày tiếp xúc với ánh sáng.

Phân hủy hoàn toàn, không để lại dấu vết

Mục đích then chốt của nhóm các nhà khoa học do Bryce Lipinski dẫn đầu là polymer bị phân hủy hoàn toàn, không để lại dấu vết trong môi trường.

Trước đây, đã từng có sự phân hủy sinh học của những chuỗi nhỏ iPPO, khiến loại polymer này biến mất hoàn toàn, nhưng cần phải nỗ lực nghiên cứu liên tục để chứng minh, nhựa iPPO trong sử dụng thông thường cũng sẽ bị phân hủy và biến mất hoàn toàn trong điều kiện môi trường.

"Đánh bắt thủy sản quá mức và biến đổi khí hậu đang phá hủy dần môi trường sống của muôn loài, nhưng vẫn có hy vọng khoa học có thể phục hồi là điều kiện sống ban đầu", Callum Roberts, một trong những tác giả của nghiên cứu và là nhà sinh học bảo tồn biển tại Đại học York phát biểu. "Một trong những thông điệp chung là, nếu nhân loại ngừng sát hại sinh vật biển và bảo vệ nó, thì những sinh vật biển sẽ quay trở lại. Chúng ta có thể làm sạch lại các đại dương, điều đó có ý nghĩa về mặt kinh tế, sức khỏe của con người và đảm bảo môi trường sống của tất cả".

Nghiên cứu khoa học này được hỗ trợ bởi Quỹ Trung tâm Khoa học Quốc gia cho Polymer thân thiện môi trường, Cơ sở nghiên cứu quang phổ hạt nhân (NMR) do Tổ chức thử nghiệm, kiểm tra và chứng nhận sản phẩm Mỹ có trụ sở tại Ann Arbor, Michigan (NSF) hỗ trợ tại đại học Cornell và Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Cornell.

Thái Bằng (theo Science Daily)