Như chúng ta đã biết, trong những năm gần đây, vấn đề ô nhiễm môi trường ngày càng tăng cao. Và trở thành một mối lo đáng ngại đối với toàn thế giới. Với số lượng rác thải do con người tạo ra rất lớn mỗi phút, mỗi giờ. Thì môi trường ngày càng bị đe dọa hơn nữa, khi mà các nhà máy xử lý rác không thể nào xử lý kịp. Do đó mà luôn có những dự án, những nghiên cứu khoa học công nghệ và tái chế rác thải. Và đặc biệt thay, tã giấy cũng chính là một loại rác được tái chế.
Mỗi năm, con người thải ra rất nhiều tã giấy ở các bãi rác. Và các nhà khoa học đã tìm được trong đó có chất polyme. Và tái chế làm sao để tách chất polyme đó thành vật liệu tương tự dùng trong băng gạc y tế và giấy nhớ. Cùng chuyên mục công nghệ – công nghệ mới của chúng tôi theo dõi qua bài viết dưới đây nhé!
Chất polyme trong tã giấy tương đồng với chất dính băng gạc và giấy nhớ
Nhóm nghiên cứu ở Đại học Michigan phát triển quá trình tái chế tã giấy. Thành chất dính dùng trong băng dán y tế và giấy nhớ. 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 những chiếc tã này dựa trên polymer axit polyacrylic.
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.
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. 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. Để tạo ra vật liệu có giá trị ít nhất tương đương sản phẩm gốc.
Polyme rất khó phân hủy do chứa những liên kết bền vững
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”.
Công nghệ tái chế tã giấy vẫn đang trong quá trình thử nghiệm
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. 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. 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. Để tạo ra các loại chất dính khác nhau. 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.