VINACHEM

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học tại Trung tâm Công nghệ hóa học bền vững thuộc Đại học Bath (Anh), trong tương lai người ta có thể sản xuất chất dẻo phân hủy sinh học từ đường và CO₂, thay thế cho các chất dẻo sản xuất từ dầu mỏ.

So với phương pháp sản xuất chất dẻo truyền thống từ nguyên liệu BPA (hiện đã bị cấm sử dụng trong chai sữa trẻ em), sản xuất polycacbonat từ nguyên liệu đường là phương án thay thế bền vững hơn, nhưng cho đến nay trong quá trình sản xuất này người ta phải sử dụng một hóa chất có độc tính cao là phosgen. Nay các nhà khoa học tại Đại học Bath đã phát triển một phương pháp an toàn hơn nhiều và thân thiện môi trường hơn để sản xuất polycacbonat bằng cách cho CO₂ phản ứng với đường ở áp suất thấp và nhiệt độ phòng.

Chất dẻo polycacbonat thu được theo phương pháp mới có những tính chất vật lý tương tự chất dẻo sản xuất từ nguyên liệu hóa dầu, nó cũng bền, trong suốt và chịu xước tốt. Nhưng có một điểm khác biệt quan trọng là polycacbonat loại mới có thể được phân hủy trở lại thành CO₂ và đường nhờ tác động của enzym trong vi khuẩn đất.

Chất dẻo polycacbonat mới không chứa BPA, nó có thể thay thế cho polycacbonat hiện tại trong các sản phẩm chất dẻo phổ biến như bình sữa trẻ em và hộp đựng thực phẩm. Vì chất dẻo này tương thích sinh học nên nó cũng có thể được sử dụng cho các dụng cụ cấy ghép y học cũng như các bộ khung giàn để phát triển mô hoặc các cơ quan cấy ghép.

Dân số trên thế giới đang không ngừng gia tăng, vì vậy nhu cầu chất dẻo cũng ngày càng lớn. Trong khi đó, chất dẻo loại mới là nguyên liệu tái sinh, không đắt tiền và có thể phân hủy sinh học nên không làm gia tăng vấn nạn phế thải trên các đại dương cũng như tình trạng các bãi chôn lấp quá tải.

Quy trình mới của các nhà khoa học tại Đại học Bath sử dụng CO₂ thay cho phosgen có độc tính cao, đồng thời sản xuất ra các sản phẩm chất dẻo không chứa BPA. Vì vậy, sản phẩm thu được không chỉ an toàn hơn mà cả quá trình sản xuất ra chúng cũng thân thiện môi trường hơn.

Trong quy trình của mình, các nhà khoa học đã lấy cảm hứng từ thiên nhiên, họ sử dụng một loại đường gọi là thymidin trong DNA để tạo ra chất dẻo polycacbonat mới. Thymidin là một trong những đơn vị cấu thành của DNA. Vì nó đã có mặt trong cơ thể nên chất dẻo mới sẽ tương thích sinh học và có thể được sử dụng an toàn cho các ứng dụng trong kỹ thuật mô.

Các tính chất của chất dẻo mới có thể được tinh chỉnh bằng cách thay đổi cấu trúc hóa học. Ví dụ, các nhà khoa học có thể làm cho chất dẻo tích điện dương sao cho các tế bào sẽ bám chặt lên nó, khiến cho nó trở thành bộ khung giàn hữu ích trong kỹ thuật nuôi cấy mô. Các nhà khoa học đã bắt đầu tiến hành những công việc nuôi cấy mô như vậy.

Ngoài thymidin, các nhà khoa học tại Đại học Bath cũng tìm cách sử dụng những loại đường khác như ribose và mannose.

Cho đến nay, các nhà hóa học đã có hơn 100 năm kinh nghiệm với việc sử dụng nguyên liệu hóa dầu, nay chúng ta cần phải bắt đầu sử dụng những nguyên liệu tái sinh, ví dụ như đường, để làm cơ sở tổng hợp các nguyên liệu bền vững. Tuy đây mới chỉ là giai đoạn khởi đầu, nhưng tương lai sẽ đầy hứa hẹn.

LH

Theo Chemistry & Industry, 6/2017