Nhựa tan trong nước biển: Hướng đi tiềm năng cho đại dương sạch

Nhựa tan trong nước biển: Hướng đi tiềm năng cho đại dương sạch

Theo Reuters, nhóm nhà khoa học thuộc Cơ quan Nghiên cứu phát triển quốc gia Nhật Bản (Riken) và Đại học Tokyo đã chế tạo thành công một loại vật liệu siêu phân tử mô phỏng tính năng của nhựa gốc dầu mỏ nhưng lại có thể tan hoàn toàn khi tiếp xúc với muối. Trong điều kiện thí nghiệm, mảnh nhựa kích thước nhỏ tan hết trong dung dịch muối chỉ sau một giờ. Nếu không khuấy, thời gian phân hủy khoảng 8,5 giờ.

Trên đất liền, với mức độ muối tự nhiên trong đất, vật liệu này mất khoảng 200 giờ để phân hủy hoàn toàn, không để lại vi nhựa hay hóa chất độc hại. Theo GS. Takuzo Aida, Giám đốc Trung tâm Khoa học Vật chất Mới nổi (Riken), loại nhựa này không gây độc cho môi trường, sản phẩm phân hủy chỉ còn lại nitơ và phốt pho, có thể hấp thụ bởi thực vật hoặc chuyển hóa nhờ vi sinh vật.

Vật liệu mới cấu thành từ sodium hexametaphosphate (NaPO₃) – một chất thường dùng trong thực phẩm – và các monomer ion guanidinium, giúp tạo ra các "cầu muối" giữ cho cấu trúc nhựa bền vững trong điều kiện thường, nhưng dễ phân rã khi gặp muối.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh vật liệu này cần được thu gom và phân hủy trong môi trường có kiểm soát (như các nhà máy xử lý dùng nước biển) để tránh tình trạng gây mất cân bằng dưỡng chất tại các hệ sinh thái ven biển.

Cảnh báo từ UNEP và áp lực đổi mới toàn cầu

Theo thống kê từ Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), nếu không có hành động quyết liệt, lượng rác thải nhựa thải ra đại dương có thể đạt từ 23 đến 37 triệu tấn mỗi năm vào năm 2040 – tức tăng gấp ba so với hiện nay. Đây cũng là lý do vì sao Ngày Môi trường Thế giới 2024 (5/6) chọn chủ đề trọng tâm là rác thải nhựa và vai trò của hành động con người trong bảo vệ đại dương.

Dù đã có các loại nhựa sinh học như polylactic acid (PLA), chúng vẫn cần điều kiện công nghiệp để phân hủy và không tan trong nước biển. Theo GS. Aida, nếu rác PLA bị trôi ra đại dương, chúng sẽ dần vỡ ra thành vi nhựa – thứ không thể bị xử lý bởi các vi sinh vật tự nhiên.

Cùng lúc, các nhà khoa học đang phát triển thêm nhiều giải pháp sinh học khác.

Nấm “ăn nhựa”: Giải pháp tự nhiên đầy tiềm năng

Trong những năm gần đây, giới khoa học cũng ghi nhận một số loài nấm và vi khuẩn có khả năng phân hủy nhựa, đặc biệt là nấm Aspergillus tubingensis, được phát hiện có thể phá vỡ liên kết hóa học của nhựa polyurethane – một loại nhựa cực kỳ bền vững, khó phân hủy trong tự nhiên.

Theo nghiên cứu được công bố trên Science Advances, loại nấm này có thể phát triển trên bề mặt nhựa, tiết ra enzyme phân giải cấu trúc polyme và biến nhựa thành các phân tử đơn giản hơn. Điều đáng chú ý là quá trình này có thể diễn ra trong điều kiện tự nhiên, không yêu cầu xử lý công nghiệp như nhiều loại nhựa sinh học khác.

Tại Mỹ và Hà Lan, các nhóm nghiên cứu khác cũng đang nuôi cấy nấm để xử lý rác thải nhựa trong đất, thậm chí ứng dụng trong các trạm xử lý nước thải và khu công nghiệp.

Vật liệu sinh học thế hệ mới: Đổi mới từ gốc

Ngoài nhựa tan trong nước biển và nấm phân hủy nhựa, nhiều đơn vị khởi nghiệp công nghệ sinh học trên thế giới đang nghiên cứu vật liệu thay thế nhựa từ tảo biển, cellulose, vỏ tôm, vỏ sò, hoặc kết hợp enzyme nhân tạo để thúc đẩy quá trình phân hủy.

Chẳng hạn, startup Notpla (Anh) đã phát triển bao bì từ rong biển có thể ăn được hoặc tan hoàn toàn trong nước chỉ sau vài phút. Tại Việt Nam, một số doanh nghiệp cũng đang thử nghiệm ống hút, túi, ly từ bã mía, bột bắp – góp phần giảm áp lực cho hệ thống xử lý rác nhựa hiện nay.

Theo GS. Aida, việc chỉ phụ thuộc vào công nghệ không thể giải quyết hoàn toàn vấn nạn rác nhựa nếu hành vi tiêu dùng không thay đổi. Các giải pháp vật liệu mới chỉ thật sự phát huy hiệu quả khi đi kèm với hệ thống thu gom, xử lý và quản lý chặt chẽ.

“Trẻ em không thể lựa chọn hành tinh mà chúng sẽ sống. Nhiệm vụ của chúng ta là để lại một thế giới an toàn và lành mạnh hơn cho thế hệ tiếp theo”, ông nói.