Rác thải và những con số đang gia tăng từng ngày trên thế giới, những thách thức to lớn đang đe dọa cuộc sống của cư dân toàn cầu. Sự phát triển kinh tế kết hợp với sự gia tăng dân số đã kéo theo tốc độ gia tăng rác thải sinh hoạt và rác thải từ tã giấy trong mỗi gia đình. Vấn đề xử lý rác luôn là một trong những mối quan tâm hàng đầu của tất cả các quốc gia. Tận dụng, tái chế rác thải luôn được các chuyên gia đầu ngành khuyến khích. Mới đây, các nhà nghiên cứu đã phát minh ra công nghệ tạo ra băng dán và giấy nhớ từ việc tái chế các loại tã giấy ngoài môi trường sống. Phương án được đánh giá cao trong việc bảo vệ môi trường chung của chúng ta.
Mục lục
Lượng rác thải được thống kế
Mỗi năm, con người thải ra 3,5 triệu tấn tã giấy ướt sũng ở các bãi rác. Vật liệu siêu thấm hút bên trong tã giấy được làm từ lưới polymer có thể giãn nở khi bị ướt. Polymer là một chuỗi dài tổ hợp lặp lại. Trong trường hợp này, vật liệu thấm hút trong tã giấy dựa trên polymer axit polyacrylic.
Kỹ thuật tháo gỡ polymer thấm hút
Nhóm nghiên cứu ở Đại học Michigan phát triển kỹ thuật để gỡ loại polymer thấm hút này. Và tái chế thành vật liệu tương tự chất dính dùng trong giấy nhớ và băng gạc. Họ công bố kết quả nghiên cứu hôm 26/7 trên tạp chí Nature Communications. Quá trình tái chế có thể chia thành tái chế cơ học và tái chế hóa học.
Phương pháp tái chế cơ học
Theo nhà hóa học Anne McNeil ở Đại học Michigan, đồng tác giả nghiên cứu, tái chế cơ học bao gồm tách nhựa dựa trên đặc điểm của chúng. Chia thành nhiều mẩu nhỏ, làm tan chảy và tái sử dụng, dẫn tới chất lượng sản phẩm thấp hơn. Nguyên nhân là do nhựa của các công ty khác nhau có cấu tạo không giống nhau. Polymer có thể là những chuỗi có độ dài khác nhau hoặc bị biến đổi bởi chất phụ gia và màu nhuộm khác nhau. Trong khi đó, tái chế hóa học sử dụng hóa chất và biến đổi hóa học. Sau cùng tạo ra vật liệu có giá trị ít nhất tương đương sản phẩm gốc.
Tái chế polymer
Các đặc điểm khiến nhựa trở nên đáng giá như độ cứng và độ bền, cũng khiến chúng khó tái chế. Đặc biệt, polymer rất khó phân hủy do chứa những liên kết bền vững. McNeil, giáo sư hóa học, khoa học đại phân tử và kỹ thuật, cùng với Takunda Chazovachii, tiến sĩ hóa học polymer ở Đại học Michigan, hợp tác với tập đoàn Procter & Gamble để phát triển quá trình 3 bước biến polymer siêu thấm hút thành vật liệu tái sử dụng là chất kết dính. Phương pháp cần tiết kiệm năng lượng và có thể triển khai ở quy mô công nghiệp.
“Polymer siêu thấm hút đặc biệt khó tái chế do chúng được thiết kế để chống phân hủy và giữ nước vĩnh viễn”, Chazovachii giải thích. “Polymer siêu thấm hút và chất kết dính đều có nguồn gốc từ axit acrylic. Đó là điều truyền cảm hứng cho ý tưởng tái chế của chúng tôi”.
Phương pháp làm băng dán và giấy nhớ được đánh giá cao
Polymer trong vật liệu siêu thấm hút trông giống một chiếc lưới đánh cá mắt thưa, theo McNeil. Thay vì mắt lưới hình tổ ong, chúng có liên kết ngang với 2.000 tổ hợp. Số lượng này đủ để tạo ra cấu trúc mạng lưới không thể hòa tan. Để tái chế vật liệu, nhóm nghiên cứu cần tìm ra cách phá hủy kết nối của mạng lưới polymer. Sau đó mới biến chúng thành chuỗi hòa tan trong nước. Chazovachii nhận thấy khi những polymer này nóng lên bởi axit hoặc base, liên kết ngang của chúng bị phá hủy.
Các nhà nghiên cứu cũng cần xác định liệu quá trình có khả thi ở quy mô công nghiệp hay không. Họ tiến hành đánh giá vòng đời và phát hiện sử dụng axit để phá liên kết của polymer thải ít carbon dioxide và tiêu tốn ít năng lượng hơn 10 lần so với phương pháp dùng base.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu cần rút ngắn chuỗi polymer bên trong vật liệu. Nhằm tạo ra các loại chất dính khác nhau phục vụ cho các mục đích khác. Chazovachii nhận thấy sử dụng bong bóng khí nổ cực nhỏ để phá chuỗi polymer có thể cắt chúng thành nhiều mẩu nhỏ mà không làm thay đổi đặc tính hóa học của chuỗi. Ông biến đổi nhóm axit ở chuỗi polymer thành nhóm ester. Điều này thay đổi đặc tính của chúng từ hòa tan trong nước thành hòa tan trong chất hữu cơ, biến chúng thành chất dính.
Lời kết
Công nghệ mới dùng để tái chế tã giấy để làm băng dán y tế và giấy nhớ; là một dự án khá được trông đợi. Không chỉ dự án tái chế này mà các dự án tái chế khác sẽ vẫn được kỳ vọng. Hy vọng rằng các biện pháp góp phần làm giảm ô nhiễm sẽ được triển khai và thành công. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viêt này. Tìm hiểu thêm thông tin về khoa học công nghệ tại đây.