Chất dẻo thân thiện môi trường có thể thay thế cho kim loại

Khi chứng kiến hàng loạt bãi rác thải tràn ngập các loại chất dẻo bỏ đi, một số nhà khoa học đã nghiên cứu để đưa ra một giải pháp làm giảm ô nhiễm môi trường với các vật liệu tự tiêu hủy nhờ vi khuẩn. Hiện tại một nhà nghiên cứu thuộc đại học Tel Aviv (TAU) đang tìm kiếm các loại chất dẻo thân thiên môi trường theo một hướng hoàn toàn khác – bằng cách làm cho chúng dẻo và bền hơn.

Bãi rác tràn ngập chất dẻo khó phân hủy

Giáo sư Moshe Kol thuộc Khoa hóa của trường TAU đang phát triển một loại chất dẻo siêu bền polypropylene – một trong những loại chất dẻo được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới hiện nay. Loại chất dẻo này có nhiều khả năng thay thế thép và một số vật liệu kim loại khác đang được sử dụng trong các sản phẩm mà ta dùng hàng ngày. Sự thay đổi này sẽ tác động lâu dài lên nhiều ngành công nghiệp bao gồm cả ngành chế tạo ô tô – các bộ phận trước đây vẫn sử dụng kim loại giờ sẽ được thay thế bằng chất dẻo.

Giáo sư Kol giải thích thích rằng quá trình sản xuất các chất dẻo siêu bền này sẽ tiêu tốn ít năng lượng hơn, đồng thời loại chất dẻo này cũng mang lại cho chúng ta nhiều lợi nhuận hơn. Nếu như polypropylene thay thế được tất cả những bộ phận mà dùng thép truyền thống, thì ví dụ như chiếc ô tô cũng sẽ nhẹ hơn và tiêu thụ ít năng lượng hơn. Không những thế, chi phí cho vật liệu rẻ hơn còn  có thể giúp tăng sản lượng cắt giảm chi phí.

Đây sẽ là một lĩnh vực nghiên cứu đầy hứa hẹn,  các loại chất dẻo có thể phân hủy bởi vi khuẩn đang sử dụng trên thị trường hiện nay không có độ bền và độ đàn hồi như các loại  chất dẻo thông thường, nhưng polypropylene lại đáp ứng được tất cả các yêu cầu này. Giáo sư Kol tin rằng câu trả lời có thể nằm ở các chất xúc tác.

Chất dẻo là một chuỗi dài được gọi là polymer, chúng được tạo ra bởi sự lặp lại của các khối tạo dựng (building blocks). Các chất xúc tác của phản ứng trùng hợp có nhiệm vụ liên kết các khối lại với nhau để tạo ra một chuỗi polymer. Chất xúc tác được đánh giá cao là những chất khiến cho phản ứng trùng hợp tạo ra các chuỗi có trật tự hơn, rành mạch hơn, từ đó khiến cho chất dẻo có điểm nóng chảy cao hơn, độ bền và độ dai cũng tốt hơn. Đó là lý do tại sao chất xúc tác đóng một vai trò quan trong quá trình sản xuất chất dẻo.

Giáo sư Kol cùng nhóm nghiên cứu đã phát triển thành công chất xúc tác mới cho quá trình sản xuất polypropylene, kết quả là họ đã tạo ra một loại nhựa được coi là bền nhất hiện nay. Kol giả thích “Chúng ta vẫn thường sử dụng các khối tạo dựng giống nhau, bởi vậy giải pháp ở đây sẽ là sử dụng các loại máy móc khác nhau mà thôi.”  Với chất xúc tác mới này sẽ tạo ra polypropylene đồng đều nhất, có điểm nóng chảy cao nhất từ trước đến nay.

Theo ước tính đến năm 2020 lượng chất dẻo tiêu thụ sẽ lên tới 200 triệu tấn mỗi năm. Giáo sư Kol cho biết vì các loại chất dẻo truyền thống chưa quan tâm nhiều đến vấn đề môi trường, do đó theo ông phát triển được loại vật liệu mới này là đặc biệt quan trọng, nó sẽ là sản phẩm chính yếu trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta nhưng cũng phải đảm bảo gây tổn hại tới môi trường là ít nhất. Tổng chi phí cho sản xuất rẻ hơn nhưng lại cho hiệu quả hơn và  không chứa các chất độc hại, chất dẻo polypropylene mà giáo sư Kol đã tạo ra là một tin tốt lành cho ngành chế tạo xanh (green manufacturing) và có thể đây cũng sẽ là một cuộc cách mạng mới của ngành công nghiệp. Chất dẻo có độ bền cao sẽ khiến cho các sản phẩm được làm từ chúng ít phải bảo dưỡng hơn đồng thời cũng kéo dài tuổi thọ.

Bên cạnh các bộ phận trong ô tô giáo sư Kol cũng đã hình dung ra một loạt các thiết bị khác sẽ được làm từ loại chất dẻo này bao gồm các đường ống dẫn nước, mà theo ông nó sẽ bảo tồn được lượng nước ở đầu ra. Chúng có thể thay thế cho các đường ống dẫn nước trong nhà mà vẫn thường được làm bằng các ống thép và xi măng. Những ống này rất dễ bị rò rỉ, dẫn đến lãng phí nước khiến chúng ta phải chi trả nhiều tiền hơn cho các hóa đơn nước. Không những thế chúng còn rất nặng, bởi vậy thay thế chúng cũng tương đối tốn kém.

Giáo sư Kol giải thích “Các loại ống nhựa tiêu tốn ít nguyên liệu hơn, trọng lượng lại nhỏ hơn 10 lần so với thép và hàng trăm lần so với các ống xi măng. Hơn nữa chúng còn giảm thiểu được lượng nước rò rỉ, hiệu quả sử dụng tăng, chất lượng nước cũng tốt hơn”. Việc thay thế các đường ống dẫn nước bằng thép bởi các đường ống chất dẻo đang là xu thế chung và hướng tới sản xuất các loại chất dẻo mà với độ bền, độ dai cao hơn và thân thiện với môi trường hơn.

Nguồn Materialstoday.com

Việt Bắc @ MES Lab., Biên dịch

Authors

*

Top