Họ đã dùng phương pháp hóa học và sinh học để biến tảo thành các polyme tái tạo, có thể dùng tạo thành nhiều sản phẩm phân hủy sinh học.
Vấn nạn rác thải nhựa
Một trong những sản phẩm đầu tiên là đôi dép tông. Các nhà nghiên cứu hy vọng nó sẽ thu hút sự chú ý trong bối cảnh tình trạng ô nhiễm rác thải nhựa đang lan rộng. Các loại dép tông giá rẻ và bình dân thường được dùng trong thời gian ngắn và bị vứt bỏ sau vài lần sử dụng vì vật liệu mỏng manh.
Khi bị loại bỏ, dép tông mất hàng trăm năm để phân hủy và có thể bị đẩy ra đại dương, giết chết sinh vật biển và làm ô nhiễm nguồn nước.
Giáo sư Hóa sinh Mike Burkart đang hỗ trợ phát triển dép tông trên cho rằng “loại dép phổ biến nhất thế giới” này chiếm phần đáng kể trong tình trạng ô nhiễm ngày nay. Ai cũng biết thế giới đang gặp phải một vấn đề lớn về nhựa gây ô nhiễm cho hành tinh, ở mức trầm trọng hơn bao giờ hết.
Trong 50 năm qua, con người đã tạo ra hơn 6 tỉ tấn chất thải nhựa. Trong số này chỉ có 9% được tái chế, 12% được đốt và 79% còn lại được tích tụ trong các bãi chôn lấp hoặc môi trường tự nhiên. Trên một số hòn đảo ở Ấn Độ Dương, người ta ước tính dép tông và các loại dép đơn giản khác tạo nên khoảng 25% rác thải nhựa – ông
Mayfield nói.
“Chúng ta cần thay đổi thói quen và chịu trách nhiệm cá nhân để sử dụng ít nhựa hơn trong cuộc sống của mình” – ông nói – “Nhưng nhựa là vật liệu hữu ích xung quanh chúng ta, vì vậy chúng ta cần phấn đấu đến mức khi ai đó mua một sản phẩm, họ phải chắc chắn nó có thể phân hủy sinh học”.
“Tuổi thọ của vật liệu phải tỷ lệ thuận với tuổi thọ của sản phẩm, chúng tôi không cần vật liệu tồn tại 500 năm cho một sản phẩm mà bạn dùng 1 - 2 năm” – ông Stephen Mayfield của ĐH California San Diego (UCSD): “Chúng tôi có các loại bọt chất lượng có khả năng phân hủy trong môi trường tự nhiên. Sau hàng trăm thử nghiệm, cuối cùng chúng tôi đã đạt được một công thức đáp ứng các thông số kỹ thuật thương mại”.
Phân hủy trong 18 tuần
Quá trình tạo ra dép tông bắt đầu từ việc nuôi tảo trong các hồ, sau đó nó được tách khỏi nước để tạo ra một hỗn hợp sền sệt. Tiếp theo, các nhà nghiên cứu chiết xuất tất cả lipid, hay chất béo, từ tảo và để chúng trải qua nhiều bước hóa học, phá vỡ chúng thành các mảnh nhỏ hơn được sử dụng để tạo ra polyme.
Cuối cùng, polyme này được đổ vào khuôn dép. Sau hàng trăm lần thử, các nhà nghiên cứu đã thành công khi tạo ra một loại bọt polyurethane có chứa chất sinh học và 48% dầu mỏ. Trong vòng 5 năm tới, họ hy vọng sẽ làm ra một sản phẩm sử dụng 100% nguyên liệu tái tạo.
Mặc dù còn thành phần có nguồn gốc từ dầu mỏ nhưng sản phẩm vẫn có thể phân hủy sinh học và bị vi sinh vật ăn sau khi bị phân hủy thành phân tử. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng dầu này để tạo ra phần lót chân của dép sandal, phần mềm dưới bàn chân và đế ngoài, phần cứng hơn hướng xuống đất.
Ông Mayfield cho biết: “Một số sinh vật có thể sống chỉ nhờ vào loại mút xốp này và một số muối, do vậy vật liệu của chúng tôi thực sự là thức ăn cho vi sinh vật”.
“Hiện tại, điều này khá tốt. Chưa có ai đạt được khả năng tái tạo như vậy cho sản phẩm. Mặc dù chúng tôi không muốn mọi người thả những đôi dép tông này xuống sông hoặc đại dương khi chúng tôi làm xong chúng, nhưng nếu họ làm như vậy, chúng sẽ tự phân hủy sinh học một cách tự nhiên và phân hủy hoàn toàn trong khoảng 18 tuần trong điều kiện thích hợp, có thể là ở dạng phân trộn hoặc phân hủy trong đất” – ông Burkart nói.
Để tạo ra những đôi dép tông có bán trên thị trường, các nhà nghiên cứu đã thành lập Công ty Công nghệ Sinh học Algenesis Materials nhằm phát triển sản phẩm. Những đôi dép tông này sẽ có mặt trên thị trường vào tháng 1/2021 với nhiều màu sắc và kiểu dáng thời trang.
