Các nhà nghiên cứu từ Cơ quan Nghiên cứu phát triển quốc gia (Riken) và Đại học Tokyo sáng chế thành công một vật liệu siêu phân tử có tính năng như nhựa gốc dầu mỏ, nhưng phân hủy khi gặp muối. Trong phòng thí nghiệm, mảnh nhựa này biến mất trong dung dịch muối khoảng một giờ đồng hồ.

Trường hợp không khuấy, vật liệu này sẽ tự tan trong tám tiếng rưỡi. Ông Takuzo Aida, Giám đốc Trung tâm Khoa học vật chất mới nổi (thuộc Riken), cho biết trong đất có hàm lượng muối nhất định, một mảnh nhựa vuông cạnh 5 cm sẽ phân hủy sau khoảng 200 giờ.

Takuzo Aida, Giám đốc Trung tâm Khoa học vật chất mới nổi (thuộc Riken), cầm mẫu nhựa phân hủy được trong đại dương, tại Wako, tỉnh Saitama, Nhật Bản, ngày 27/5. Ảnh: Reuters

Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), ô nhiễm nhựa toàn cầu sẽ tăng gấp ba vào năm 2040, với 23-37 triệu tấn rác nhựa thải ra đại dương mỗi năm. Giới khoa học toàn cầu đang chạy đua để phát triển các giải pháp ứng phó với cuộc khủng hoảng rác nhựa gia tăng. Rác nhựa cũng là chủ đề chính của Ngày Môi trường Thế giới (5/6) năm nay, nhằm nâng cao nhận thức của chính phủ, doanh nghiệp và người dân.

Nhựa tan được trong nước biển có thể là một giải pháp tiềm năng để bảo vệ đại dương và động vật hoang dã khỏi vấn nạn "ô nhiễm trắng".

Thành phần của vật liệu này gồm natri hexametaphosphate 6 - NaPO3 (một chất nhũ hóa, phụ gia thực phẩm phổ biến ứng dụng trong sữa đóng hộp, kem, nước sốt) và các monomer gốc ion guanidinium - ứng dụng trong phân bón và chất cải tạo đất. Hợp chất trên hình thành các "cầu muối" liên kết chặt chẽ. Các liên kết này đóng vai trò như "ổ khóa", giúp vật liệu có độ bền và tính linh hoạt như nhựa gốc dầu mỏ, nhưng dễ bị đảo ngược phản ứng khi gặp muối.

Sau phân hủy, loại nhựa mới chỉ còn lại nitrogen và phosphorus, có thể được chuyển hóa nhờ vi khuẩn hay hấp thụ bởi thực vật. Do đó, vật liệu này không tạo vi nhựa gây hại cho sinh vật thủy sinh hay xâm nhập vào chuỗi thức ăn.

Vật liệu nhựa mới tan trong dung dịch nước muối (ảnh dưới) tại phòng thí nghiệm của Trung tâm Khoa học vật chất mới nổi, tại Wako, tỉnh Saitama, Nhật Bản, ngày 27/5. Ảnh: Reuters

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cũng cảnh báo điều này đòi hỏi loại vật liệu mới phải được quản lý cẩn trọng sau tiêu dùng, tránh tình trạng "phù dưỡng", quá tải hệ sinh thái ven biển và gây phá vỡ hệ sinh thái. Cách tiếp cận tốt nhất là tái chế vật liệu trong một cơ sở được kiểm soát bằng nước biển. Theo cách này, nguyên liệu thô có thể được thu hồi để sản xuất lại nhựa siêu phân tử, ông Aida nói.

Mặc dù chưa nêu chi tiết về kế hoạch thương mại hóa, người đứng đầu dự án cho biết nghiên cứu của họ đã thu hút được sự chú ý, trong đó gồm nhiều đơn vị lĩnh vực bao bì.

Thực tế, nhựa phân hủy sinh học đang được giới thiệu như một vật liệu thay thế nhựa. Tuy nhiên, ông Aida cho rằng tốc độ và điều kiện phân hủy của loại nhựa này là thách thức lớn. Ví dụ, polylactic acid (PLA), một loại nhựa sinh học, mất nhiều thời gian phân hủy trong đất và không tan trong nước. Kết quả, chúng vẫn vẹn nguyên khi bị cuốn trôi ra đại dương. Theo thời gian, cấu trúc của chúng bị phá vỡ dần, thành các vi nhựa không thể bị phân hủy bởi vi khuẩn, nấm và enzyme.

Ngoài việc phát triển các giải pháp thay thế cho nhựa có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, ông Aida khuyến nghị các chính phủ, ngành công nghiệp và giới nghiên cứu phải hành động quyết đoán để thúc đẩy chuyển đổi. Bởi nếu không, sản lượng nhựa của thế giới và khí thải carbon tương ứng có thể tăng gấp đôi vào năm 2050.

"Trẻ em không thể lựa chọn hành tinh mà chúng sẽ sống. Nhiệm vụ của các nhà khoa học là đảm bảo cho thế hệ tương lai được kế thừa môi trường tốt nhất", Aida nói.

Bảo Bảo (theo Reuters, Riken)