Nhựa sinh học mới tự phân hủy khi tiếp xúc với tia UV

Nhựa nổi tiếng tồn tại nhiều năm trong môi trường. Các chất thay thế nhựa có nguồn gốc từ sinh khối, có thể giải quyết tốt vấn đề này, nhưng không phải lúc nào cũng mang lại hiệu quả như nhau trong quá trình sử dụng. Vì thế, các nhà nghiên cứu tại Hoa Kỳ và Ấn Độ đã tạo ra một dạng nhựa sinh học mới dựa vào chiết xuất đậu vani với khả năng duy trì ổn định trong suốt vòng đời và tự phân hủy theo lệnh để phản ứng với bước sóng ánh sáng cụ thể.

Hợp chất hữu cơ tạo nên đột phá này là vanilin, thành phần hóa học chính của chiết xuất đậu vani. Mặc dù vanillin là chất tạo hương liệu thông dụng, nhưng nó cũng được sử dụng trong thuốc diệt cỏ, mỹ phẩm và các sản phẩm tẩy rửa. Trong nghiên cứu này, vanilin còn được dùng để sản xuất các loại nhựa thân thiện với môi trường.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng vanilin làm cơ sở cho các polime liên kết chéo mới để sản xuất nhựa sinh học, với dẫn xuất vanilin có thể hấp thụ ánh sáng ở bước sóng 300 nm. Điểm quan trọng là bước sóng cụ thể của tia UV này không nằm trong quang phổ của ánh nắng mặt trời thông thường, giúp loại bỏ nguy cơ nhựa bị phân rã ngoài ý muốn. Khi tiếp xúc với dạng ánh sáng này, dẫn xuất vanilin sẽ chuyển sang trạng thái kích thích và phản ứng hóa học xảy ra khiến cho polime phân hủy.

Ngoài phân hủy theo yêu cầu, nhựa sinh học cũng có thể được biến đổi thành các nguyên liệu nhựa sinh học, trong đó, các nhà khoa học thu hồi 60% monomer để tái tạo polime mà không làm giảm chất lượng. Điều này có nghĩa là nhựa sinh học từ vanilin không thể chỉ bị phân hủy khi có ánh sáng để loại bỏ chất thải, mà còn được chuyển đổi thành các sản phẩm nhựa hiệu quả cao không kém.

Đây không phải lần đầu tiên vanilin liên quan đến nghiên cứu nhựa. Một nghiên cứu vào năm ngoái đã chứng minh cách chai nhựa được chuyển đổi thành hợp chất với sự hỗ trợ của vi khuẩn được biến đổi.

Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie.

N.P.D (NASATI), theo https://newatlas.com/materials/vanilla-bean-extract-bioplastic-degrades-specific-light/, 14/6/2022