Công nghệ biến đổi rác thải nhựa thành phân bón

[VNR Content]

Những năm gần đây, rác thải nhựa làm cả thế giới điên đảo. Chúng có mặt trong mọi khía cạnh của cuộc sống và thành một phần không thể thiếu. Sự gia tăng của các loại polyme tổng hợp gốc nhựa đã làm phát sinh nhiều vấn đề nghiêm trọng với môi trường.
Điều tồi tệ nhất chính là việc sử dụng quá nhiều hợp chất hóa dầu và thải ra vật liệu không thể phân hủy tự nhiên. Thống kê cho thấy, hiện nay chỉ 14% trong tổng rác thải nhựa được tái chế, còn lại vẫn bị thải ra môi trường không kiểm soát.

Các nhà chức trách cho biết, việc giải quyết các vấn đề về nhựa thật sự rất khó khăn và vô cùng tốn kém, điều cần thiết nhất lúc này là phát triển các hệ thống khép kín. Trong đó, nguồn nguyên liệu được sử dụng để sản xuất nhựa sau khi thải bỏ sẽ được tái chế.
Tại Học viện Công nghệ Tokyo, một nhóm nhà khoa học do Giáo sư 1 (Asisstant Professor) Daisuke Aoki và Giáo sư Hideyuki Otsuka dẫn đầu, đã tiên phong cho công nghệ mới nhằm tạo ra một quy trình thân thiện với môi trường hơn. Trong quy trình này, rác thải nhựa sẽ được tái chế thành phân bón để tiếp tục sử dụng. Nghiên cứu đã được công bố vào ngày 28 tháng 10 năm 2021 trên tạp chí Green Chemistry.
Nhóm nghiên cứu tập trung vào một loại poly có tên gọi là isosorbide carbonate, hay “PIC”, đây là một loại polycarbonate sinh học có thể thay thế cho polycarbonate gốc dầu. PIC được sản xuất bằng một vật liệu không độc hại có nguồn gốc từ glucose được gọi là isosorbide (ISB). Phần thú vị là các liên kết cacbonat tham gia vào các ISB này có thể bị cắt đứt bằng các phân tử amoniac (NH3), quá trình này được gọi là 'ammonolysis'. Điều đặc biệt ở quá trình này là nó tạo ra urê, loại phân tử giàu nitơ được sử dụng làm phân bón.

Các nhà khoa học cho biết quá trình phân giải PIC được tiến hành tốt trong nước ở điều kiện 30 ° C và áp suất khí quyển. Điều này sẽ giúp tránh phải sử dụng các dung môi hữu cơ cũng như tiêu tốn quá nhiều năng lượng. Nhóm nghiên cứu đã phân tích cẩn thận tất cả các phản ứng và sản phẩm của chúng thông qua nhiều phương tiện khác nhau, bao gồm phổ cộng hưởng từ hạt nhân, quang phổ hồng ngoại biến đổi Fourier và sắc ký thấm gel.
Cuối cùng, để chứng minh rằng tất cả các sản phẩm phân hủy PIC đều có thể được sử dụng trực tiếp làm phân bón, nhóm đã tiến hành các thí nghiệm thực tế ở thực vật với họ Arabidopsis thaliana. Các nhà nghiên cứu nhận thấy các cây được xử lý bằng tất các sản phẩm phân hủy PIC phát triển tốt hơn so với cây chỉ được xử lý bằng urê.

Kết quả nghiên cứu tổng thể cho phương pháp phát triển hệ thống phân bón từ nhựa này rất thực tế và khả thi. Hệ thống này không chỉ có thể giúp chống ô nhiễm mà còn góp phần đáp ứng nhu cầu lương thực ngày càng tăng của thế giới.
Nguồn: Scitechdaily