Chấn động khoa học: Mỹ phát minh ra nhựa có khả năng tự phân hủy theo thời gian được 'lập trình' sẵn
Các nhà khoa học Mỹ vừa tạo ra loại nhựa có khả năng tự phân rã theo thời điểm được cài đặt trước. Công nghệ này không cần vật liệu hay hóa chất mới, mà dựa trên việc sắp xếp lại cấu trúc của polymer.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Rutgers, Hoa Kỳ cho biết họ đã tìm được cách khiến polymer, vật liệu tạo nên nhựa, tự phá vỡ cấu trúc khi gặp điều kiện phù hợp. Thay vì thay đổi thành phần hóa học, nhóm tập trung vào việc định hình lại cấu trúc phân tử để nhựa có thể tự tách rời đúng thời điểm.
Theo các nhà khoa học, nhựa thông thường sở hữu cấu trúc bền vững nên khó bị phân hủy. Trong khi đó, những polymer tự nhiên như DNA, RNA hay protein đều có vòng đời hữu hạn. Chúng tồn tại, hoạt động rồi dần phân rã nhờ các liên kết yếu có thể dễ dàng bị phá vỡ dưới tác động của nước, ánh sáng hoặc biến đổi nhỏ trong môi trường.
Nhựa tổng hợp cũng có liên kết yếu tương tự, nhưng hình dạng phân tử khiến chúng không thể tách ra. Từ đây, nhóm nghiên cứu đặt câu hỏi: nếu có thể điều chỉnh cấu trúc để các liên kết này tự bung ra đúng thời điểm, liệu có thể tạo ra loại nhựa tự phân hủy một cách có chủ đích hay không.
Câu trả lời đến từ kỹ thuật gọi là định dạng trước cấu trúc. Các phân tử được gấp theo hình dạng nhất định, tạo ra đường gãy tự nhiên. Khi gặp điều kiện thích hợp, các liên kết yếu sẽ tách ra giống như một nếp gấp trên tờ giấy bị rách đúng theo đường đã tạo sẵn.
Ưu điểm của công nghệ này là không cần hóa chất lạ hay vật liệu độc hại. Điều đó giúp nó phù hợp với các sản phẩm nhựa dùng ngắn hạn như bao bì thực phẩm, hộp đựng hoặc đồ dùng một lần. Những vật dụng này có thể giữ nguyên hình dạng trong vài giờ, sau đó bắt đầu phân rã trong những ngày tiếp theo. Với các sản phẩm đòi hỏi độ bền cao hơn như linh kiện ô tô hoặc vật liệu xây dựng, loại nhựa này có thể được thiết kế để tồn tại hàng chục năm trước khi bắt đầu xuống cấp.
Một điểm đáng chú ý là vật liệu mới có thể được kích hoạt phân hủy bằng ánh sáng hoặc ion kim loại. Những yếu tố này hoạt động như công tắc bật tắt, cho phép kiểm soát thời điểm nhựa bắt đầu phân hủy.
Hiện công nghệ mới chỉ được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu cho rằng cần thêm thời gian để đánh giá tính an toàn, khả năng ứng dụng vào sản phẩm thương mại và sự phù hợp với quy trình sản xuất công nghiệp.
Dù vậy, họ nhận định đây là bộ công cụ mới để tái thiết kế nhựa mà không phải thay đổi nền tảng hóa học của vật liệu.
Theo Interesting Engineering.
