Nhóm nhà khoa học Nhật Bản tìm ra phương pháp biến rác nhựa sinh học thành phân bón

Thứ Bảy 20/11/2021 | 7:00 Sáng

Rác nhựa sinh học sử dụng một lần là một vấn đề môi trường lớn hiện nay. Hiện mới chỉ có 14% rác nhựa thực sự được tái chế. Vì vậy để cải thiên vấn đề này, nhiều chuyên gia và đang tìm kiếm giải pháp tạo ra một hệ thống tuần hoàn, theo đó nhựa được tái sử dụng thay vì bỏ đi.

Để đạt được mục tiêu này, một nhóm nghiên cứu các nhà khoa học có trụ sở tại Tokyo, Nhật Bản đã phát triển một phương pháp chuyển nhựa sinh học thành phân bón. Nhưng họ nói rằng, phát hiện của họ thậm chí còn có ý nghĩa rộng lớn hơn đối với việc tái sử dụng rác nhựa trong tương lai.

Đồng tác giả nghiên cứu và trợ lý giáo sư Daisuke Aoki của Viện công nghệ Tokyo cho biết: ”Chúng tôi tin rằng công trình của chúng tôi đại diện cho một cột mốc quan trọng đối với việc phát triển các vật liệu polyme bền vững và có thể tái chế trong tương lai gần. Đồng nghĩa với kỷ nguyên của ‘bánh mì’ làm từ nhựa cũng sắp đến gần”.

Nghiên cứu này vừa được công bố trên tạp chí chuyên ngành Green Chemistry hôm thứ 5, tập trung vào nhựa poly (isosorbide carbonate) (PIC) có nguồn gốc sinh học.

Chất dẻo sinh học là chất dẻo được làm từ sinh khối, đã được đề xuất như một chất thay thế bền vững hơn cho chất dẻo từ dầu mỏ. Đặc biệt, PIC được làm từ một monome được gọi là isosorbide (ISB), một sản phẩm phụ không độc của glucose. ISB có thể được biến thành phân bón thông qua một quá trình gọi là ammonolysis, tức là Amoniac được sử dụng để tách carbon kết nối các monome ISB. Điều này tạo ra urê, là một chất giàu nitơ làm ra một loại phân bón phổ biến.

Trong khi các nhà khoa học đã biết đến sự phân giải ammonolysis từ lâu, các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã tìm cách hoàn thành phản ứng bằng cách sử dụng càng ít năng lượng và càng ít dung môi hữu cơ càng tốt.

Đầu tiên họ thử phản ứng trong nước 30 độ C ở áp suất khí quyển. Họ đã có thể tạo ra urê, nhưng phản ứng không hoàn thành trong vòng 24 giờ và PIC chưa bị phân huỷ hoàn toàn. Tuy nhiên họ đã phát hiện ra rằng việc tăng nhiệt độ nước lên mức 90 độ C đã dẫn đến phản ứng hoàn toàn trong vòng 6 giờ đồng hồ.

”Phản ứng xảy ra mà không cần đến bất kỳ chất xúc tác nào, chứng tỏ rằng quá trình phân giải PIC có thể dễ dàng thực hiện bằng cách sử dụng amoniac trong nước và đun nóng ở nhiệt độ cao hơn. Do đó quá trình vận hành đơn giản và thân thiện với môi trường nhìn từ quan điểm tái chế hoá chất”. Giáo sư Aoki cho biết trong một thông cáo báo chí.

Theo báo cáo của tờ tạp chí Forbes, nhóm nghiên cứu có trụ sở tại Tokyo không phải là những người đầu tiên biến nhựa thành phân bón. Trước đó công ty khởi nghiệp Neptune Plastic đã phát triển một loại nhựa từ vật liệu cấp thực phẩm có thể ủ trong vườn nhà.

Tuy nhiên, vẫn còn một số tranh luận xung quanh việc liệu nhựa sinh học, có thực sự phải là một giải pháp thân thiện với môi trường cho cuộc khủng hoảng ô nhiễm rác nhựa hay không.

Có điều chắc chắn không phải lúc nào chúng cũng phân huỷ sinh học nhanh như trên quảng cáo, một báo cáo của Liên Hợp Quốc mới đây đã có kết luận rằng, rác nhựa phân huỷ rất chậm trong đại dương, trước khi chúng có thể trở thành một giải pháp thay thế có ý nghĩa.

Tất nhiên, các giải pháp tái chế tuần hoàn như cách mà nhóm Giáo sư Daisuke Aoki đề xuất sẽ giải quyết được vấn đề này. Tuy nhiên vẫn còn lo ngại rằng việc phát triển sinh khối cho nhựa sinh học có thể góp phần gây ra các cuộc khủng hoảng về khí hậu và đa dạng sinh học vì sẽ chiếm diện tích đất có giá trị, được sử dụng để lưu trữ carbon hoặc môi trường sống.

yuk