Đại học Chungnam và KRICT phát triển vật liệu nhựa thân thiện môi trường có thể phân hủy nhanh

Một nhóm nghiên cứu hợp tác giữa Đại học Chungnam và Viện Công nghệ Hóa học Hàn Quốc (KRICT) vừa tạo ra thành công một loại polymer nhiệt rắn mới có khả năng tái chế và phân hủy sinh học. Dẫn đầu nghiên cứu là giáo sư Koo Jun-mo thuộc khoa Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu của Đại học Chungnam, cùng với sự phối hợp của giáo sư Shin Gi-young và Jeon Hyeon-yeol từ KRICT.

Loại polymer này nổi bật ở chỗ không chỉ giữ được hiệu suất vật lý cao mà còn có thể phân hủy hoàn toàn trong vòng sáu tuần, điều chưa từng có ở các polymer nhiệt rắn truyền thống vốn không thể tái chế hoặc xử lý dễ dàng. Kết quả nghiên cứu đã được công bố ngày 6/7 trên tạp chí ACS Sustainable Chemistry & Engineering với tiêu đề “Structurally Tuned Citric Acid–Based Polyester Thermoset with Balanced Barrier, Durability, and Biodegradation Performance”. Cho Eun-jeong, một nghiên cứu sinh thạc sĩ của Đại học Chungnam, là tác giả chính của bài báo khoa học, trong khi giáo sư Koo đảm nhận vai trò tác giả liên hệ.

Hiện nay sản lượng nhựa toàn cầu vượt trên 380 triệu tấn mỗi năm và dự kiến tăng tới hơn 800 triệu tấn vào năm 2040. Các polymer nhiệt rắn truyền thống do tính chất mạng lưới liên kết ngang phức tạp, không thể tái chế hay nung chảy lại, dẫn đến khó khăn lớn trong xử lý rác thải nhựa.

Để khắc phục vấn đề này, nhóm đã sử dụng axit citric – một loại axit hữu cơ tự nhiên có trong các loại trái cây họ cam quýt và nhiều thực vật khác làm nguyên liệu chính. Nhờ các nhóm carboxyl đa chức năng của axit citric có thể tạo ra mạng lưới liên kết 3 chiều, polymer mới cho phép duy trì tính năng vật liệu trong khi vẫn dễ dàng phân hủy sau khi sử dụng.

Polymer nhiệt rắn mới do nhóm nghiên cứu chế tạo có mô đun đàn hồi cao và trong suốt về mặt quang học. Đáng chú ý, sản phẩm này có khả năng ngăn chặn sự xuyên thấu của oxy và hơi nước tương đương với kính, đồng thời duy trì khả năng chống thời tiết xuất sắc mà không bị biến màu hoặc nứt vỡ dù trải qua điều kiện khắc nghiệt như tia cực tím kéo dài hay biến động nhiệt độ liên tục.

Những đặc tính ưu việt này không chỉ mở ra hướng đi mới cho việc sản xuất nhựa nhiệt rắn từ nguyên liệu thiên nhiên mà còn tích hợp được tính bền vững thông qua khả năng tái chế và phân hủy sinh học nhanh. Đây có thể là một bước đột phá trong ngành nhựa khi cung cấp thay thế thân thiện với môi trường cho các polymer nhiệt rắn truyền thống hiện khó xử lý.

Đại học Chungnam cho biết, nếu được thương mại hóa, công nghệ này có thể góp phần nâng cao tiêu chuẩn của ngành công nghiệp nhựa, đồng thời hỗ trợ phát triển vật liệu bền vững hơn, giảm thiểu tác động môi trường.

Giáo sư Koo Jun-mo khẳng định: “Chúng tôi sẽ tiếp tục phát triển các vật liệu thân thiện môi trường để vượt qua những hạn chế trong tái chế của polymer nhiệt rắn truyền thống, hướng tới một tương lai bền vững hơn.”

Bài viết được biên tập với sự hỗ trợ của công cụ trí tuệ nhân tạo (AI), tổng hợp từ các nguồn tin dẫn bên dưới và đã qua kiểm duyệt của toà soạn Quang Minh Việt Nam.