Một nhóm các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển thành công một loại nhựa sinh học thế hệ mới. Loại nhựa này không chỉ bền mà còn dễ dàng phân hủy trong môi trường nước biển và có thể sản xuất hàng loạt. 

Theo Tổ chức Hợp tác và Phát triển Kinh tế, có khoảng 30 triệu tấn rác thải nhựa đổ ra biển vào năm 2022. 

Nghiên cứu của các nhà khoa học tại Đại học Kobe và các tổ chức khác mở ra hy vọng, một ngày nào đó các đại dương trên thế giới có thể không còn rác thải nhựa. 

Theo báo cáo của nhóm trên tạp chí ACS Bền vững Hóa học và Kỹ thuật của Hoa Kỳ, loại nhựa sinh học mới được làm từ axit polylactic, một loại polyester có nguồn gốc từ các loại tinh bột như mía và ngô. 

Axit polylactic, còn được gọi là polylactide, hiện đang được biết đến là vật liệu thay thế cho nhựa gốc dầu mỏ. Tuy nhiên, vật liệu này có tính chất giòn, khó tạo khuôn và hòa tan. 

Một loại polylactide có khả năng phân hủy cao, được gọi là LAHB, đã được phát triển nhưng rất khó sản xuất với số lượng lớn. 

Để khắc phục những điểm yếu của các vật liệu này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng một loại vi khuẩn có tên là lactate dehydrogenase có khả năng sản xuất nhựa và thông qua chỉnh sửa gen, nhóm nghiên cứu đã sản xuất được LAHB số lượng lớn. 

Bản thân LAHB có màu trắng đục nhưng nhóm nghiên cứu đã tạo ra được loại vật liệu có vẻ ngoài trong suốt bằng cách thêm một lượng nhỏ LAHB vào axit polylactic thông thường. 

Chính phủ Nhật Bản dự kiến sẽ tăng mức sử dụng nhựa sinh học của nước này lên khoảng 2 triệu tấn vào năm 2030.  

Seiichi Taguchi, giáo sư tại Đại học Kobe, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết sự ra đời của nhựa sinh học mới “sẽ giúp ngăn chặn tình trạng nóng lên toàn cầu đồng thời đưa sáng kiến sản xuất sinh học của chính phủ lên cấp độ công nghiệp”. 

(Nguồn: Kyodonews)

Không phải ai cũng biết xử lý nhựa phân hủy sinh học đúng cách, họ cần hỗ trợ để biết cách thực hiện. Đây là một trong những kết luận của một nghiên cứu mới do các nhà khoa học tại Đại học Surrey và Imperial College London thực hiện.

Tiến sĩ Zoe M Harris, Giảng viên cao cấp tại Trung tâm Môi trường và Bền vững, Đại học Surrey, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Phần lớn rác thải nhựa hiện nay đều được đưa đến các bãi chôn lấp, hoặc tệ hơn là thải trực tiếp ra môi trường tự nhiên. Trong khi đó, tái chế nhựa tại nhà còn gặp nhiều khó khăn. Một giải pháp được đưa ra là phát triển các loại nhựa có thể phân hủy sinh học cùng với chất thải thực phẩm để biến chúng thành phân trộn. Tuy nhiên, điều này chỉ phát huy tác dụng khi mọi người biết bỏ nhựa phân hủy sinh học vào đúng thùng phân loại rác. Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, nhiều người không biết cách phân loại loại rác thải này”.

Loại nhựa được chứng nhận là có thể phân hủy trong môi trường ủ công nghiêp là chúng được thiết kế và thử nghiệm để phân hủy trong các điều kiện thông thường của quá trình ủ phân công nghiệp.

Để nghiên cứu lý do tại sao một số người biết cách xử lý rác thải nhựa phân huỷ sinh học trong khi những người khác thì không, nhóm đã tiến hành khảo sát các cộng đồng tại Imperial College London và Đại học California, Davis.

Họ đã nghiên cứu hệ thống tái chế ở cả hai cơ sở nói trên, thực hiện khảo sát để xác định các yếu tố có thể ảnh hưởng đến hoạt động xử lý rác. Sau đó, họ áp dụng phương pháp phân tích mạng lưới, nhằm lập bản đồ mối quan hệ giữa các yếu tố và cách xử lý để tìm ra yếu tố nào có tầm ảnh hưởng nhất.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng, một người càng am hiểu về nhựa phân hủy sinh học và tái chế thì họ càng có nhiều khả năng vứt rác thải nhựa phân hủy sinh học vào cùng với rác thải thực phẩm.

Kiến thức đóng vai trò quan trọng nhưng việc tiếp cận cơ sở hạ tầng phù hợp cũng là điều cần thiết. Theo đó, những người tham gia tại Đại học California, vốn là nhóm đối tượng có thể tiếp cận thùng phân loại rác thực phẩm dễ dàng hơn so với nhóm ở Imperial College London (78% so với 57%), có nhiều khả năng bỏ rác thải nhựa phân hủy sinh học vào thùng đó hơn (71% so với 45%).

Tiến sĩ Sarah Kakadellis, thuộc Đại học California, Davis, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Nếu chúng ta muốn nhựa phân hủy sinh học phát huy được tiềm năng bền vững của mình, chúng ta cần hiểu cách thức sử dụng chúng. Cung cấp cơ sở hạ tầng thu gom và xử lý chất thải phù hợp là điều cần thiết để nhựa sinh học được xử lý đúng cách. Tuy nhiên, chúng ta cũng cần đảm bảo người tiêu dùng có thể dễ dàng nhận ra sự khác biệt giữa loại nhựa nào có thể bỏ vào thùng rác thực phẩm và loại nhựa nào không. Các thuật ngữ về nhựa phân hủy sinh học có thể gây nhầm lẫn, do đó cần phải thắt chặt các quy định về ghi nhãn và nâng cao vai trò, trách nhiệm của nhà sản xuất”.

Nguồn Foodprocessing: https://www.foodprocessing.com.au/content/packaging-labelling-coding/news/make-plastic-packaging-less-confusing-scientists-warn-414367007)

Thông thường, hạt vi nhựa phải tới 100-1000 năm để phân hủy. Giờ đây, nhờ các đột phá trong nghiên cứu, các nhà khoa học có thể khiến hạt vi nhựa “biến mất” trong vòng 7 tháng.

Vi nhựa là những mảnh nhựa có kích thước rất nhỏ, gần như không thể phân hủy được. Chúng được thải ra môi trường từ các sản phẩm nhựa chúng ta sử dụng hàng ngày. Khi tìm hiểu về vi nhựa, chúng ta càng nhận thấy những hậu quả tiềm tàng từ chúng. Không chỉ được tìm thấy trong đại dương và đất, giờ đây, các nhà khoa học còn phát hiện vi nhựa hiện diện ở những nơi không ngờ tới nhất trong cơ thể con người: động mạch, phổi và thậm chí cả nhau thai.

Các hạt vi nhựa có thể mất từ 100-1000 năm để phân hủy, trong khi vấn nạn ô nhiễm nhựa ngày càng trở nên trầm trọng.

Do đó, việc tìm kiếm các giải pháp thay thế khả thi cho nhựa và vi nhựa truyền thống làm từ dầu mỏ đang trở thành vấn đề cấp thiết hơn bao giờ hết. Nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học California San Diego và công ty khoa học vật liệu Algenesis cho thấy, các polyme có nguồn gốc thực vật của họ có thể phân hủy sinh học – ngay cả ở cấp độ vi nhựa – trong vòng chưa đầy 7 tháng.

“Chúng tôi mới bắt đầu hiểu được ý nghĩa của vi nhựa. Chúng tôi mới chỉ mới biết được những tác động lên môi trường và sức khỏe”,  Giáo sư Hóa học và Hóa sinh Michael Burkart, một trong những tác giả của bài báo và là người đồng sáng lập Algenesis, cho biết.

“Chúng tôi đang cố gắng tìm kiếm vật liệu thay thế cho những vật liệu đã tồn tại và đảm bảo những vật liệu thay thế này sẽ phân hủy sinh học khi hết thời gian sử dụng thay vì tích tụ trong môi trường. Điều đó không hề dễ dàng”.

Robert Pomeroy, Giáo sư hóa sinh và là người đồng sáng lập Algenesis cho biết: “Khi chúng tôi lần đầu tiên tạo ra các polyme dựa trên tảo này vào khoảng 6 năm trước, mục đích của chúng tôi luôn là nó có thể phân hủy sinh học hoàn toàn”.

“Nhiều dữ liệu của chúng tôi cho thấy vật liệu của chúng tôi có thể phân hủy trong phân trộn, nhưng đây là lần đầu tiên chúng tôi đo được nó ở cấp độ vi hạt.”

Tiến hành thí nghiệm

Để kiểm tra khả năng phân hủy sinh học của vật liệu mới, nhóm nghiên cứu đã nghiền nó thành các hạt vi mô mịn và sử dụng ba công cụ đo lường khác nhau để xác nhận rằng khi trong quá trình ủ phân, vật liệu này đã được phân hủy bởi vi khuẩn.

Công cụ đầu tiên là máy đo hô hấp. Khi vi khuẩn phân hủy phân trộn, chúng sẽ giải phóng carbon dioxide (CO2) mà máy đo hô hấp đo được. Những kết quả này được so sánh với quá trình phân hủy cellulose, được coi là tiêu chuẩn công nghiệp về khả năng phân hủy sinh học 100%. Polyme có nguồn gốc từ thực vật tương đồng với cellulose ở mức gần 100%.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu sử dụng phương pháp bể tuyển nổi. Vì nhựa không tan trong nước và nổi trên mặt nước nên có thể dễ dàng được vớt ra khỏi mặt nước. Trong khoảng thời gian từ 90 đến 200 ngày, gần 100% vi nhựa gốc dầu mỏ đã được thu hồi, nghĩa là không có vi nhựa nào bị phân hủy sinh học.

Trong khi đó, sau 90 ngày, chỉ có 32% vi nhựa có nguồn gốc từ tảo được thu hồi. Điều này đồng nghĩa, 2/3 số vi nhựa này đã phân hủy sinh học. Sau 200 ngày, chỉ có 3% được phục hồi, cho thấy 97% trong số đó đã biến mất.

Phương pháp đo cuối cùng liên quan đến phân tích hóa học thông qua sắc ký khí/khối phổ (GCMS), phát hiện sự hiện diện của các monome được dùng để chế tạo nhựa, cho thấy polyme đã bị phân hủy thành nguyên liệu thực vật ban đầu. Kính hiển vi điện tử quét tiếp tục cho thấy cách thức vi sinh vật xâm chiếm các hạt vi nhựa có khả năng phân hủy sinh học trong quá trình ủ phân.

“Vật liệu này là loại nhựa đầu tiên được chứng minh là không tạo ra vi nhựa khi chúng ta sử dụng”. Stephen Mayfield, đồng tác giả bài báo, Giáo sư Trường Khoa học Sinh học và đồng sáng lập của Algenesis cho biết: “Đây không chỉ là một giải pháp bền vững cho vòng đời sản phẩm và các bãi rác chất đống của chúng ta. Đây thực sự là loại nhựa không gây hại cho sức khỏe con người”.

Tạo ra một giải pháp thay thế, thân thiện với môi trường cho nhựa là từ dầu mỏ chỉ là một phần trên con đường dài để ứng dụng nó vào cuộc sống. Thách thức hiện nay là đưa vật liệu mới vào quá trình sản xuất các loại thiết bị vốn có nguồn gốc từ nhựa truyền thống, và Algenesis đang thực hiện điều đó.

Algenesis đang hợp tác với một số công ty để sản xuất các sản phẩm sử dụng polyme nguồn gốc thực vật được phát triển tại UC San Diego, bao gồm Trelleborg để sử dụng trong vải tráng và RhinoShield để sử dụng trong sản xuất vỏ điện thoại thông minh.

Burkart cho biết, “Khi bắt đầu công việc này, chúng tôi đã được thông báo rằng điều đó là không thể. Bây giờ chúng tôi đã nhìn thấy một thực tế khác. Còn rất nhiều việc phải làm, nhưng chúng tôi muốn mang đến cho mọi người hy vọng. Điều đó là hoàn toàn có thể”.

(Nguồn DPA Magazine: https://www.dpaonthenet.net/article/204594/Biodegradable-microplastics-disappear-in-just-seven-months.aspx)

CARBIOS (Clermont-Ferrand, Pháp) và De Smet Engineers & Contractors (Mont-Saint-Guibert, Bỉ) ký kết hợp tác kỹ thuật để xây dựng nhà máy “tái chế sinh học” PET đầu tiên trên thế giới.

 Carbios và De Smet Engineers & Contractors chính thức công bố hợp tác xây dựng nhà máy tái chế sinh học PET đầu tiên trên thế giới. Theo thỏa thuận, De Smet đảm nhiệm quản lý dự án và kỹ thuật chi tiết, bao gồm hỗ trợ vận hành và quản lý các đối tác của Carbios, để đảm bảo thực hiện việc xây dựng nhà máy ở Longlaville, Pháp, dự kiến đi vào vận hành vào năm 2025.

Cơ sở thương mại đầu tiên của Carbio này sẽ đóng một vai trò quan trọng trong cuộc chiến chống ô nhiễm nhựa bằng cách cung cấp giải pháp quy mô công nghiệp để khử polyme trong rác thải PET, từ đó thúc đẩy nền kinh tế tuần hoàn cho ngành nhựa và dệt may.

Với hơn 70 thành viên, nhóm chuyên gia của De Smet phụ trách dự án và làm việc cùng với nhóm Carbios, nhằm đảm bảo tiến độ và ngân sách của dự án, đồng thời duy trì các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về chất lượng, an toàn, sức khỏe và môi trường. Tiến độ xây dựng của dự án hiện nay đang được tiến hành theo đúng kế hoạch.

Về công nghệ tái chế sinh học PET

Công nghệ của Carbios giúp “tuần hoàn hóa” PET và cung cấp các nguyên liệu thô thay thế cho các monomer có nguồn gốc từ dầu mỏ, cho phép các nhà sản xuất PET, các đơn vị xử lý chất thải, tổ chức công và các nhãn hàng có thể tiếp cận giải pháp mới, đáp ứng được các yêu cầu quy định và chủ động triển khai các cam kết bền vững. Nhà máy tái chế sinh học PET sẽ có công suất xử lý 50.000 tấn rác thải PET sau tiêu dùng mỗi năm (tương đương 2 tỷ chai PET màu, 2,5 tỷ khay PET hoặc 300 triệu áo phông) và sẽ xử lý được các loại rác thải ít/ hoặc không có giá trị như chai nhựa PET có màu, khay đựng thức ăn và hàng dệt may. Nhà máy sẽ tạo ra 150 việc làm trực tiếp và gián tiếp cho khu vực.

Trước đó, vào tháng 10 năm 2023, Carbios đã nhận được giấy phép xây dựng và vận hành. Nhà máy hiện đang được xây dựng tại Longlaville thuộc vùng Grand-Est trên khu đất được mua lại từ Indorama Ventures  vào ngày 14/12/2024.

Nguồn: bioplasticsmagazine.com