Để cải thiện tình trạng rác thải nhựa gây ô nhiễm môi trường biển, các nhà khoa học Mỹ đã phát triển một dạng nhựa polymer mới có độ bền cao trong nước biển nhưng có thể phân hủy nhanh chóng khi tiếp xúc với ánh sáng cực tím (tia UV) trong ánh nắng.

Theo nhóm nghiên cứu, ngành công nghiệp đánh bắt cá thương mại đóng góp khoảng 50% lượng rác thải nhựa trôi nổi trên đại dương. Trong số đó, dây câu đặc biệt có thời gian tồn tại rất lâu trong môi trường biển khi mất tới 600 năm để phân hủy, lâu hơn nhiều so với túi nhựa vốn cần khoảng 20 năm để phân hủy. Mặt khác, trong ngành ngư nghiệp, lưới đánh cá và dây thừng chủ yếu được làm từ ba loại polymer tổng hợp: polypropylen đẳng hướng (isotactic), polyetylen mật độ cao (HDPE) và nylon-6,6, không có loại nào trong số này dễ bị phân hủy.

Lưới, dây câu cá và dây thừng là những nguồn rác nhựa chính gây ô nhiễm môi trường biển

Vì vậy, các chuyên gia tại Đại học Cornell đã dành ra 15 năm để điều chỉnh công thức của iPPO - một loại nhựa đã xuất hiện từ năm 1949, nhằm tối ưu hóa độ bền cơ học và tăng tốc độ phân hủy của nó. Nhờ đó, nhựa iPPO mới cải tiến được khẳng định là giải pháp thay thế thân thiện hơn với môi trường biển, khi vừa đảm bảo tính ổn định trong quá trình sử dụng thông thường, vừa có khả năng phân hủy sinh học nhanh hơn trong điều kiện thích hợp.

Trưởng nhóm Bryce Lipinski cho biết nhựa tổng hợp iPPO ổn định trong khai thác sử dụng thông thường, nhưng nhựa sẽ dần dần bị phân hủy khi tiếp xúc với tia cực tím (UV). Điều đó có nghĩa là, khi các công cụ ngư trường của nhựa iPPO, bị thất lạc trên biển, sông hồ sẽ dần bị phân hủy và biến mất trong môi trường.

Sự thay đổi trong thành phần của nhựa được quan sát thấy rõ ràng trong phòng thí nghiệm, nhưng nếu quan sát trực quan, nhựa dường như không thay đổi nhiều trong quá trình khai thác sử dụng.

Tốc độ xuống cấp của nhựa phụ thuộc vào cường độ ánh sáng, trong điều kiện phòng thí nghiệm, chiều dài chuỗi polymer suy giảm đến một phần tư độ dài ban đầu sau 30 ngày tiếp xúc với ánh sáng.

Kết quả thử nghiệm iPPO mới cho thấy sau 30 ngày liên tục phơi dưới tia UV, lưới polymer cấu thành từ nhựa này đã phân hủy 25% khối lượng ban đầu. Các chuyên gia đang tiếp tục cải tiến kỹ thuật nhằm tạo ra loại nhựa phân hủy 100% bằng tia UV.

Nghiên cứu khoa học này được hỗ trợ bởi Quỹ Trung tâm Khoa học Quốc gia cho Polymer thân thiện môi trường, Cơ sở nghiên cứu quang phổ hạt nhân (NMR) do Tổ chức thử nghiệm, kiểm tra và chứng nhận sản phẩm Mỹ có trụ sở tại Ann Arbor, Michigan (NSF) hỗ trợ tại đại học Cornell và Trung tâm Nghiên cứu Vật liệu Cornell.

Lê Thoa