Vi khuẩn biến các tấm xốp thành chất dẻo dễ phân huỷ

Giải pháp của Kevin O"Connor, Đại học tổng hợp Dublin( Ireland ) có thể giúp nước Mỹ tránh được việc phải chôn lấp khoảng 2,3 triệu tấn rác nhựa có nguồn gốc dầu mỏ này mỗi năm.

Các tấm xốp - một loại vật liệu làm từ polystyrene - chứa hydro và carbon, nhưng không phải ở dạng mà vi khuẩn có thể tiêu hoá được. Giới khoa học từng sử dụng vi sinh vật để phân huỷ các hoá chất có mặt trong xốp, nhưng tới nay chưa ai có thể tạo ra một loại sản phẩm phụ có ích.

Để khiến vật liệu này dễ phân huỷ, nhóm của O"Connor đã làm nóng xốp lên qua một quy trình đặc biệt có tên gọi pyrolysis - làm nóng chảy polystyrene ở nhiệt độ rất cao trong môi trường không ôxy để bẻ gãy các liên kết hoá học. Môi trường không ôxy nghĩa là không có sự cháy và phát thải. Trong quá trình đó, polystyrene trở thành styrene lỏng - một hợp chất carbon mà vi khuẩn có thể "chén".

Vi khuẩn được chọn ở đây là chủng Pseudomonas putida,sống trong đất, ăn carbon, nitơ, hydro và ôxy có mặt trong các vật chất hữu cơ như xác thực vật chết.

Trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học đã tạo ra một môi trường thuận lợi cho vi khuẩn, nuôi chúng bằng những thức ăn ưa thích, trong đó có nitơ và ôxy. Một dòng dầu styrene ổn định được cấp cho vi khuẩn, giúp chúng tăng trưởng. Sau khi quần thể lớn tới kích cỡ nhất định, người ta dừng cấp nitơ cho chúng, điều đó kích thích vi khuẩn bắt đầu dự trữ carbon để dùng về sau.

Hoá ra, khi dự trữ carbon, vi khuẩn đã biến nó thành một loại chất dẻo có tên polyhydroxyalkanoate (PHA). Chất dẻo này cấu thành từ những axit béo, và dễ dàng bị các enzyme do vi khuẩn tiết ra bẻ gãy.

"PHA là chất dẻo có thể phân huỷ sinh học 100%, có thể quẳng vào đống phân ủ nhà bạn. Vi khuẩn trong đống phân ủ sẽ sử dụng chất dẻo này như là thức ăn, vì thế sẽ không gây hại gì cho môi trường", O"Connor nói. 

Người ta cũng có thể thu hoạch chất dẻo dễ phân hủy này để tạo ra những sản phẩm nhựa thân thiện môi trường hơn, như vỏ hộp dầu gội đầu, thẻ tín dụng, các thiết bị cấy ghép y tế... tất cả chúng sẽ tan biến trong đống rác, O"Connor nói.  

Nhóm nghiên cứu cho biết rằng trên khắp thế giới, hơn 14 triệu tấn polystyrene được sản xuất ra hằng năm, nhưng không chắc liệu có công ty nào muốn đầu tư nhà máy để biến vật liệu này thành PHA. Tuy nhiên, O"Connor cho biết quy trình trên có thể ứng dụng với bất kỳ chất thải nhựa có nguồn gốc dầu mỏ nào, và thực tế đó có thể mở ra một hướng khai thác mới cho ngành công nghiệp hoá dầu.
Nguồn: Discovery