Cụ thể, trong báo cáo khoa học mới được đăng tải trên tạp chí Nature, loại nhựa mới có nguồn gốc dầu thực vật thân thiện với môi trường, có thể thay thế loại nhựa được làm từ nhiên liệu hóa thạch hiện đang được sử dụng phổ biến.
Bằng việc tái cấu trúc lại cách các phân tử nhựa kết hợp với nhau, nhóm nghiên cứu cho ra được loại nhựa hiệu quả gấp 10 lần sản phẩm cũ và có thể tái chế dễ dàng hơn bằng phương pháp hóa học.
Hầu hết các quy trình tái chế ngày nay đều dựa trên dây chuyền cơ khí. Rác nhựa sẽ được cắt vụn và xử lý để tạo thành vật liệu nhựa mới. Ngoài ra, cơ chế tái chế bằng hóa học sẽ cần tới nhiệt độ cao hoặc những chất có tác dụng bẻ gãy được chuỗi phân tử nhựa.
Ứng dụng loại nhựa mới vào công nghệ in 3D
Một trong những ưu điểm của nhựa truyền thống mà chúng ta đang sử dụng là dẻo dai và chắc chắn, tuy nhiên đây cũng chính là chướng ngại lớn trong quá trình tái chế. Cấu trúc polyethylene cấu thành loại nhựa này sẽ chỉ phân rã ở mức nhiệt 600 độ C và nếu sử dụng chất hóa học thì sẽ không đạt hiệu quả lớn.
Ông Stefan Mecking, tác giả chính của nghiên cứu, Trưởng khoa Khoa học vật chất tại Đại học Konstanz (Đức) nói, để có thể thực sự phân rã nhựa thành những phân tử nhựa, ta cần nhiệt độ lớn và tốn rất nhiều năng lượng, kết quả cũng không được như mong muốn.
Loại nhựa mới do ông và cộng sự tạo ra mang những liên kết hóa học dễ bị bẻ gãy hơn, giúp quá trình tái chế bằng phương pháp hóa học hiệu quả hơn nhiều. Theo đó, nhúng loại nhựa mới vào ethanol hoặc methanol, thêm chất xúc tác và đặt vào môi trường có nhiệt độ 120 độ C, nhựa sẽ lập tức phân rã. Nếu không có chất xúc tác, quá trình tái chế cũng chỉ cần mức nhiệt 150 độ C là vận hành trôi chảy.
Sau khi thu được thành phẩm sau tái chế, các nhà nghiên cứu làm nguội và tái tinh thể hóa thứ nhựa đã tan chảy rồi tiến hành lọc. Khi thử nghiệm với nhựa polycarbonate, nhóm nghiên cứu thu về được tới 96% lượng vật liệu tạo nên nhựa tổng hợp.
Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học phát hiện ra rằng quá trình tái chế vận hành tốt khi nhựa chứa màu nhuộm hay những phụ phẩm như sợi carbon. Vì vậy họ chọn dầu thực vật để làm nhựa do dầu chứa nhiều chuỗi phân tử dài, chúng cũng là vật liệu thân thiện hơn so với dầu thô - vốn được dùng trong sản xuất nhựa trước đây.
Loại nhựa mới này vừa có sức bền tương đương với nhựa polyethylene đậm đặc, vừa là vật liệu rất phù hợp với công nghệ in 3D, hơn cả polyethylene. Hiện tại, ông Mecking và cộng sự đang đào sâu nghiên cứu về tính khả thi của loại nhựa mới trong in 3D. Đồng thời tiếp tục phát triển loại nhựa mới này và tìm cách tăng quy mô sản xuất chúng.
Tuy nhiên loại vật liệu mới này hiện có giá thành cao, nên việc cạnh tranh được với nhựa polyethylene ở thời điểm hiện tại là rất khó về mặt kinh tế.