Gỗ trong suốt có thể thay thế nhựa

Tạp Chí Giáo Dục

Thứ bảy, 22.10.2022, 10:10

Nghiên cứu mới chỉ ra phương pháp chế tạo gỗ trong suốt ít gây hại đến môi trường và ít tốn điện khi mở rộng quy mô sản xuất.

Nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT) phát hiện, gỗ trong suốt ít ảnh hưởng tới môi trường và có thể góp phần giảm chi phí năng lượng, Interesting Engineering hôm 20/10 đưa tin. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí Science of The Total Environment.

Gỗ trong suốt có thể dùng để thay thế nhựa trong nhiều lĩnh vực.

Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), 400 triệu tấn nhựa được sản xuất hàng năm, đa số là nhựa dùng một lần. Các nước đang đạt được nhiều bước tiến trong việc giảm thiểu loại rác thải này, ví dụ như túi nylon và ống hút. Tuy nhiên, một số vật dụng vẫn cần những đặc điểm của nhựa.

Gỗ trong suốt là một giải pháp thay thế cho các vật dụng như vậy và rất được ưa chuộng vì tránh được tác hại của những sản phẩm nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nhà khoa học Đức Siegfried Fink lần đầu tiên sản xuất gỗ trong suốt vào năm 1992 và trong ba thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã cải tiến đáng kể vật liệu này.

Ở dạng tự nhiên, gỗ có màu đục. Tuy nhiên, các nhà khoa học phát hiện, việc loại bỏ lignin, một polymer sinh học tự nhiên hỗ trợ cấu trúc cho mô thực vật, có thể khiến gỗ trở nên trong suốt. Để làm như vậy, gỗ được ngâm trong một dung dịch ấm chứa nhiều hóa chất như natri hydroxide, natri sulfite và natri hypochlorite, sau đó đun sôi trong dung dịch hydro peroxide.

Quá trình này sẽ loại bỏ hoàn toàn lignin và khiến gỗ chuyển sang màu trắng. Tuy nhiên, không gian từng chứa lignin cần được lấp đầy để giữ tính toàn vẹn cho cấu trúc. Quá trình này gọi là thẩm thấu và được thực hiện bằng cách sử dụng một loại nhựa như epoxy hay Poly methyl methacrylate (PMMA) với mức nhiệt 85 độ C.

Sản phẩm cuối cùng có thể đạt độ trong suốt cao và có đặc tính chống vỡ vụn. Quan trọng hơn, nó dễ phân hủy sinh học hơn thủy tinh hay nhựa. Dù chưa thương mại hóa, gỗ trong suốt đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực, từ xây dựng đến tích trữ năng lượng, sản xuất đồ điện tử và bao bì.

Các nhà nghiên cứu tại IIT tiến hành phân tích vòng đời (LCA) của gỗ trong suốt để xác định tác động đến môi trường của quá trình sản xuất và chu kỳ cuối đời (EOL). Nghiên cứu cho thấy việc sử dụng hydro peroxide để khử lignin, sau đó dùng epoxy để thẩm thấu, sẽ thân thiện với môi trường nhất.

Phương pháp này giảm 24% nguy cơ gây ấm lên toàn cầu và giảm 15% sự axit hóa đất so với phương pháp dùng natri clorite để khử lignin và PMMA để thẩm thấu. Khi mở rộng quy mô để áp dụng cho sản xuất công nghiệp, phương pháp mới sẽ giảm mức tiêu thụ điện 98,8%. Phân tích EOL cũng cho thấy gỗ trong suốt làm giảm tác động sinh thái khoảng 107 lần so với polyethylene, mở đường cho việc áp dụng thương mại để thay thế vật liệu gốc dầu mỏ.

HT (theo khoahoc.tv)