Nhựa sinh học từ tre có độ bền vượt trội và phân hủy sinh học trong vòng 50 ngày

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Lâm nghiệp Đông Bắc Trung Quốc đã phát triển được một loại nhựa bền chắc, có khả năng phân hủy sinh học từ tre. Vật liệu này được gọi là nhựa sinh học, có độ bền và khả năng định hình tương tự nhựa gốc dầu mỏ, nhưng ổn định nhiệt tốt hơn. Nhựa sinh học từ tre có thể phân hủy sinh học dưới đất trong vòng 50 ngày. Sản phẩm mở ra hướng đi mới hướng cho các giải pháp thay thế nhựa bền vững.

Nhóm nghiên cứu đã áp dụng phương pháp không độc hại, dựa vào dung môi cồn để hòa tan cellulose từ tre ở cấp độ phân tử, sau đó hướng các phân tử cellulose lắp ráp và tổ chức lại thành vật liệu nhựa dẻo dai. Trong quá trình hòa tan, cellulose được biến đổi hóa học để hỗ trợ hình thành mạng lưới phân tử bền chắc. Nhựa tre đã từng được thử nghiệm với một số loại nhựa thương mại phổ biến như axit polylactic và polystyrene chịu va đập cao.

Các nhà nghiên cứu cũng nhấn mạnh việc áp dụng rộng rãi nhựa composite từ tre bị hạn chế do chúng có các đặc tính cơ học kém, nghĩa là chúng không thể được sử dụng trong các ứng dụng đòi hỏi khắt khe như cơ sở hạ tầng. Ngoài ra, nhựa composite từ tre thường được làm từ sợi tre ngâm trong nhựa hoặc nhựa thông, do đó không thể phân hủy hoàn toàn, làm giảm nỗ lực tìm kiếm các giải pháp thực sự bền vững cho nhựa gốc dầu.

Bằng cách sử dụng dung môi eutectic sâu để phá vỡ mạng lưới kiên kết hydro của cellulose trong tre và mô phỏng phân tử qua trung gian ethanol để tái cấu trúc liên kết hydro dày đặc, các tác giả đã tạo ra nhựa sinh học có độ bền cơ học đặc biệt với độ bền kéo là 110 Mpa, độ bền uốn 6,41 Gpa, độ ổn định nhiệt >180°C, khả năng gia công linh hoạt thông qua các kỹ thuật phun, đúc và gia công.

Nhựa từ tre vượt trội hơn hầu hết các loại nhựa thương mại và nhựa sinh học về các chỉ số cơ học và nhiệt cơ học, trong khi vẫn duy trì khả năng phân hủy sinh học hoàn toàn dưới đất trong vòng 50 ngày và khả năng tái chế vòng kín với 90% độ bền ban đầu được giữ lại.

Nhựa tre này có thể gia công bằng ép phun, đúc hoặc gia công cơ khí theo hướng hoàn toàn thân thiện với môi trường và có khả năng sản xuất công nghiệp quy mô lớn, mở ra con đường thay thế bền vững cho nhựa từ dầu mỏ.

N.P.D - NASTIS, theo Interestingengineering