Bao bì tự hủy 100% “made in Vietnam"

Một nhóm nghiên cứu của ĐH Khoa học tự nhiên (ĐHQG TP.HCM) đã chế tạo thành công loại vật liệu sản xuất bao bì tự hủy 100%, giá thành rẻ. Dù mới ra đời ở quy mô phòng thí nghiệm nhưng vật liệu này hứa hẹn lật đổ bao nilông trong tương lai gần.

Tiện dụng, không thấm nước và giá rẻ, dễ mua là những ưu thế khiến bao bì nilông lâu nay gần như “không có đối thủ” trong cuộc chiến của các loại bao bì. Song nilông không phải không có nhược điểm khiến chính người sử dụng cũng phải chán ghét: tiêu tốn lượng lớn nguyên liệu xa xỉ là dầu mỏ, khó phân hủy trong điều kiện tự nhiên dẫn đến những lo ngại về môi trường. Đây là “tử huyệt” của nilông mà các nhà khoa học vật liệu nhắm vào để tung đòn hạ bệ.

Tự hủy 100%

Chàng giảng viên trẻ măng của khoa khoa học vật liệu ĐH Khoa học tự nhiên, thạc sĩ Trương Phước Nghĩa kể: “Năm 2005, thấy báo chí nói nhiều về những phiền toái của các loại túi nilông do khó phân hủy nên tôi nghĩ ngay tới việc tìm một thứ gì đó thay thế. Đem chuyện này hỏi PGS.TS Hà Thúc Huy, thầy trưởng khoa ủng hộ và nhận hướng dẫn chúng tôi thực hiện đề tài".

Sau đó nhóm mất gần hai năm lục lọi và “tiêu hóa” hàng ngàn trang tài liệu. Khi mọi thứ đã hườm hườm, Nghĩa và các cộng sự là những giảng viên, sinh viên của khoa xắn tay áo lao vào phòng thí nghiệm. Bắt đầu từ khâu chọn nguyên liệu, điểm chung của các vật liệu tự hủy của các nước tiên tiến là sử dụng thành phần nguyên liệu chính từ tinh bột

Tinh bột qua quy trình nhiệt hóa tạo thành chất dẻo có đặc điểm hút ẩm mạnh nên dễ kết dính và phân hủy nhanh. Nhưng nó lại khó gia công và không đủ độ bền cần thiết để chế tạo các sản phẩm đòi hỏi độ mỏng và dai như túi xách, bao bì.

Vì thế, vật liệu tự hủy từ tinh bột hiện có trên thị trường thế giới thường được nâng đỡ bằng “bộ xương” là một polymer khác mang đặc tính của nhựa truyền thống như PP, PE. Tuy nhiên, chính thành phần nhựa truyền thống này khiến các vật liệu tự phân hủy hiện nay chỉ là phân hủy nửa vời, không triệt để. Chưa kể nguyên liệu tinh bột các nước sử dụng chế tạo vật liệu lấy từ lúa mì nên đã từng có ý kiến quan ngại sẽ “đụng chạm” đến an ninh lương thực.

Lời giải cho những khiếm khuyết đó được nhóm nghiên cứu của Nghĩa “VN hóa” bằng cách sử dụng tinh bột sắn (không ảnh hưởng đến an ninh lương thực) kết hợp với nhựa PVA (polyvinyl alcohol) cũng có tính chất tự hủy sinh học và chất độn là khoáng sét phân tán ở kích thước nanomet (ứng dụng công nghệ nano). Theo nhận xét của PGS.TS Hà Thúc Huy, giải pháp này cho phép vật liệu thu được có khả năng phân hủy 100% trong môi trường chôn lấp tự nhiên. Kết quả thực nghiệm cho thấy độ dẻo, khả năng chịu kéo, chịu xé không kém các loại nhựa thông thường và khi không cần sử dụng nữa thì loại vật liệu có tên gọi nanocomposite này cũng sẵn sàng mềm như bún. Chỉ một thời gian ngắn chôn lấp, các vi sinh vật có sẵn trong đất đã “ăn” ngon lành và vật liệu này sau đó... biến mất.

Chỉ chờ “gạo nấu thành cơm"

Thành công này tuy chỉ vừa được công bố trong giới nghiên cứu nhưng đã có vài doanh nghiệp sản xuất bao bì đánh tiếng hỏi mua. “Ở cấp độ phòng thí nghiệm, chúng tôi chỉ chế tạo một lượng nhỏ phục vụ nghiên cứu, còn muốn biến nó thành bao bì, túi xách thì phải đầu tư thiết bị sản xuất quy mô lớn tạo thành hạt nhựa rồi mới đem gia công, tạo hình” - Nghĩa giải thích.

Theo nhóm nghiên cứu, các chỉ tiêu về cơ, lý, hóa của vật liệu nanocomposite hoàn toàn có thể thay thế nhựa PP, PE để sản xuất các loại túi xách, bao bì, vỏ hộp... dùng trong sinh hoạt gia đình hằng ngày. Với vòng đời ngắn ngủi của các loại túi xốp hiện nay là đi từ chợ, siêu thị về nhà và vào sọt rác thì túi làm bằng nanocomposite sẽ trở thành đối thủ đáng gờm của túi xách, bao bì nilông. “Túi xách nanocomposite nếu không tiếp xúc với nước nhiều thì có thể dùng đi dùng lại nhiều lần. Chúng ta cũng có thể dùng đựng cá từ chợ về nhà mà không lo rơi rớt giữa đường, chỉ có điều không thể giặt để dùng lại lần hai” - Nghĩa nêu thêm một ví dụ.

Khả năng cạnh tranh của nanocomposite còn nằm ở chi phí sản xuất thấp hơn các sản phẩm cùng loại mà thế giới đang sử dụng, do nguồn nguyên liệu tinh bột sắn trong nước khá dồi dào, giá thấp. So với túi nhựa thông thường, túi nanocomposite tận dụng nguồn nguyên liệu nội địa, không phải nhập hạt nhựa (giá cao hơn tinh bột nhiều lần) nên tiết kiệm được một khoản chi phí đáng kể để bù vào chi phí đầu tư công nghệ, thiết bị.

Theo PGS.TS Hà Thúc Huy, nếu có điều kiện nghiên cứu sâu hơn trên quy trình sản xuất với quy mô công nghiệp thì chỉ cần một năm nữa là các sản phẩm từ vật liệu này sẽ có thể đến tay người tiêu dùng. Anh Nghĩa cho biết đề án nghiên cứu do anh chủ trì đã được trình Sở Khoa học - công nghệ TP.HCM thẩm định với hi vọng được duyệt kinh phí tiếp tục triển khai. Nếu không, chắc phải chấp nhận hợp tác với nước ngoài mới đủ điều kiện để tiếp tục nghiên cứu.