EnglishMột nhóm các nhà khoa học của Texas A&M AgriLife Research (College Station, TX, USA) đã phát triển một hệ thống sử dụng carbon dioxide, CO2, để sản xuất nhựa có thể phân hủy sinh học, hay nhựa sinh học từ khí CO2, có thể thay thế nhựa không thể phân hủy được sử dụng ngày nay.
Nghiên cứu giải quyết hai thách thức: sự tích tụ nhựa khó phân hủy và khắc phục khí thải nhà kính. Nghiên cứu này là sự cộng tác của phó giáo sư Susie Dai tại Khoa Bệnh học Thực vật và Vi sinh vật của Texas A&M, và Joshua Yuan trước đây làm việc tại Khoa Bệnh học Thực vật và Vi sinh vật của Texas A&M với tư cách là chủ tịch về sinh học tổng hợp và các sản phẩm tái tạo và giờ là giáo sư kiêm chủ tịch Lopata tại Khoa Năng lượng, Môi trường và Hóa học của Đại học Washington ở St. Louis.
Nhựa sinh học từ khí CO2
Nhựa làm từ dầu mỏ ngày nay không dễ dàng phân hủy và tạo ra một vấn đề lớn trong hệ sinh thái và cuối cùng là đại dương. Để giải quyết những vấn đề này, các nhà nghiên cứu của Đại học Nông nghiệp và Khoa học Đời sống Texas A&M và các nhóm của họ đã làm việc trong gần hai năm để phát triển một hệ thống tích hợp sử dụng CO2 làm nguyên liệu cho vi khuẩn phát triển trong dung dịch dinh dưỡng và sản xuất nhựa sinh học từ khí CO2
Carbon dioxide đã được sử dụng cùng với vi khuẩn để sản xuất nhiều hóa chất, bao gồm cả nhựa sinh học, nhưng thiết kế này tạo ra dòng chảy trơn tru, hiệu quả cao qua đường ống chuyển carbon dioxide thành nhựa sinh học.
Đơn vị đầu tiên sử dụng điện để chuyển đổi carbon dioxide thành ethanol và các phân tử hai carbon khác – một quá trình gọi là xúc tác điện. Ở đơn vị thứ hai, vi khuẩn tiêu thụ ethanol và các phân tử carbon để trở thành một cỗ máy sản xuất nhựa sinh học, khác với các polyme nhựa từ dầu mỏ khó phân hủy hơn.
Giữ và tái sử dụng chất thải CO2
Sử dụng CO2 trong quy trình cũng có thể giúp giảm phát thải khí nhà kính. Nhiều quy trình sản xuất thải ra CO2 dưới dạng chất thải. Nếu chúng ta có thể thu giữ khí carbon dioxide thải ra, chúng ta sẽ giảm phát thải khí nhà kính và có thể sử dụng nó làm nguyên liệu để sản xuất một thứ gì đó.
Nền tảng mới này có tiềm năng lớn để giải quyết các thách thức về tính bền vững và chuyển đổi thiết kế giảm thiểu carbon dioxide trong tương lai. Công ty đang mở rộng năng lực của nền tảng này sang các lĩnh vực sản phẩm rộng lớn như nhiên liệu, hóa chất hàng hóa và các loại vật liệu đa dạng.
Mở rộng các tác động trong tương lai
Nhựa sinh học đắt hơn nhựa làm từ dầu mỏ. Nhưng nếu công nghệ này đủ thành công để sản xuất nhựa sinh học ở quy mô kinh tế, thì các ngành công nghiệp có thể thay thế các sản phẩm nhựa truyền thống bằng những sản phẩm có ít tác động tiêu cực hơn đến môi trường. Ngoài ra, giảm thiểu lượng khí thải CO2 từ các ngành năng lượng như khí đốt và các cơ sở điện cũng sẽ là một lợi ích.
Sự đổi mới này mở ra cơ hội cho các sản phẩm mới nếu vi khuẩn được thiết kế để tiêu thụ các phân tử có nguồn gốc từ carbon dioxide và tạo ra nhựa sinh học từ khí CO2. Một trong những ưu điểm của thiết kế này là điều kiện vi khuẩn phát triển nhẹ nhàng và có thể thích nghi với các điều kiện quy mô công nghiệp.
CO2 là một trong số nhiều nguồn nguyên liệu sản xuất nhựa sinh học trên thế giới. Nhựa sinh học từ khí CO2 giúp tận dụng được loại khí thải này trong việc giải quyết bài toán rác thải nhựa. Mỗi năm sẽ có thêm nhiều sáng tạo từ nhựa sinh học, cho thấy sự đầu tư của nhiều nước . Trong đó có cả Việt Nam, nhựa sinh học làm từ bã cà phê Biopolymer chẳng hạn là một sự nghiên cứu và phát triển mới lạ. AirX Coffee là đơn vị chuyên sản xuất hạt nhựa từ cà phê và sản phẩm làm từ nhựa sinh học.
Xem thêm: HẠT NHỰA SINH HỌC COFFEE BIO-COMPOSITE PHÂN HUỶ NHƯ THẾ NÀO?
Nguồn: agrilifetoday