Nhựa sinh học từ rong biển

Điều đặc biệt là con người vẫn không ngừng nghiên cứu để tạo ra một loại nguyên liệu sinh học mới dễ phân hủy và không ảnh hưởng đến sức khỏe con người và giảm áp lực ô nhiễm môi trường.  

Cụ thể, gần đây nhiều ý tưởng về sử dụng rong biển làm nguồn nguyên liệu mới để sản xuất nhựa sinh học bằng cách sử dụng trực tiếp lớp màng rong biển hoặc sử dụng các dẫn xuất của chúng như agar, carrageenan và alginate.

Việc sử dụng nhựa sinh học được khuyến khích. Ảnh: istockphoto.com

Ô nhiễm nhựa là một trong những mối quan tâm chính trên thế giới hiện nay, nhựa này có nguồn gốc từ dầu mỏ. Nhựa gốc dầu mỏ có thể được sử dụng trong nhiều ứng dụng như dụng cụ dược phẩm, bao bì, mô hình 3D, đồ gia dụng, ô tô, thiết bị điện tử, v.v.

Do đó, con người đang phụ thuộc vào nhựa do tính linh hoạt của chúng. Tuy nhiên, những loại nhựa này sẽ mất hàng nghìn năm để phân hủy và cuối cùng tích tụ trong bãi chôn lấp hoặc môi trường tự nhiên.

Do đó, việc sử dụng nhựa sinh học được khuyến khích đặc biệt là khi chúng được làm từ các nguồn tài nguyên thiên nhiên bền vững. Ở đó rất nhiều lợi ích khi sử dụng nhựa phân hủy sinh học. Ví dụ, nhựa sinh học cần ít thời gian phân hủy, không độc hại, tiết kiệm năng lượng trong quá trình sản xuất, giảm chất thải được tạo ra hoặc không gian để quản lý chất thải, giảm hóa thạch tiêu thụ nhiên liệu và giảm lượng khí nhà kính phát thải.  

Có nhiều phương pháp và vật liệu để sản xuất nhựa sinh học như polysacarit, protein và lipid thường được sử dụng để tạo ra nhựa sinh học. Với các tính năng và đặc điểm tương ứng của chúng, khác nhau nhựa sinh học có thể được sử dụng trong các lĩnh vực khác nhau.

Điểm mấu chốt của nhựa sinh học là chúng được sản xuất từ vật liệu tái tạo. Nhiều vật liệu sinh học ngày nay đã được sử dụng để sản xuất nhựa sinh học như ngô, khoai tây, rau dầu, gỗ, chất thải thực phẩm, ngũ cốc, v.v. Các loại nhựa sinh học chính hiện nay là dựa trên tinh bột, tiếp theo là axit polylactic (PLA), poly-3-hydroxybutyrat (PHB), polyamit 11 (PA 11) và hữu cơ polyetylen (PE).  

Một phát hiện mới nhất cho thấy một tương lai tươi sáng là nhựa sinh học làm từ rong biển. Rong biển có triển vọng làm nhựa sinh học vì chúng có thể tạo thành màng. Chúng có nhiều lợi ích so với các nguyên liệu khác.  

Ví dụ, giảm GHG phần trăm từ môi trường, được trồng trong nước biển thay vì đất, dồi dào và năng suất cao. Hơn nữa, vì một số loại rong biển có thể ăn được, chúng có thể được sử dụng trong ngành đóng gói thực phẩm. Màng rong biển có thể được sử dụng dưới dạng gói hoặc túi, cốc ăn được, giấy gói, túi nhựa, ngăn xếp, nồi, v.v..  

Có nhiều phương pháp để sản xuất nhựa sinh học từ rong biển, thường được phân loại thành các phương pháp chiết tách cơ học, hóa học và sinh học. Mỗi phương pháp tổng hợp có ưu và nhược điểm riêng. Lựa chọn phương pháp nào phần lớn phụ thuộc vào loài được sử dụng, loại dung môi, tác động môi trường, các vấn đề về chi phí, thời gian, số lượng, mở rộng quy mô và các thuộc tính ưu tiên.  

Tuy nhiên, màng rong biển thường có nhược điểm chính là yếu về mặt cơ học hoặc khả năng chịu nước kém khi là loại nguyên liệu màng đơn độc. Điều này hạn chế các ứng dụng của màng rong biển, để mở rộng sử dụng màng rong biển, rong biển cần được trộn với các loại khác vật liệu để làm cho chúng mạnh hơn.

Kappaphycus alvarezii đã được sử dụng để sản xuất làm nguyên liệu nhựa sinh học

Rong biển thuộc nhóm tảo vĩ mô và chúng được gọi bằng màu sắc của chúng, cụ thể là màu xanh lá cây (Chlorophyta), màu đỏ (Rhodophyta) và màu nâu (Phaeophyta). Chúng cho năng suất cao hơn do tốc độ tăng trưởng cao hơn so với cây trồng trên cạn.  

Ví dụ, Kappaphycus alvarezii có một tốc độ tăng trưởng hàng ngày tối đa là 2,29 ± 0,11%/ngày và năng suất 4,55 ± 0,34 g/m2/ngày sau 40 ngày. Hiện nay, rong đỏ như Kappaphycus alvarezii (carrageenan) và Gelidium sesquipedale (agar) đã được sử dụng để sản xuất làm nguyên liệu nhựa sinh học mà không cần trích xuất hóa học hoặc phân lập polysacarit.

Rong biển có thể làm nguyên liệu sinh khối là một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn để thay thế nhựa thông thường

Như vậy, mang rong biển được hình thành trực tiếp mà không cần xử lý hóa học là một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn. Rong biển có nhiều lợi thế so với sinh khối khác, nơi chúng không cần thuốc trừ sâu hoặc sử dụng đất rộng trong khi có thể lớn nhanh, dễ thu hoạch và rẻ. Rong biển cũng có thể được trộn lẫn với các loài rong biển hoặc nguyên liệu khác để cải thiện các đặc điểm và tính chất của chúng.  

Do đó, sử dụng rong biển làm nguyên liệu sinh khối là một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn để thay thế nhựa thông thường không chỉ đóng góp cho nền kinh tế mà còn thân thiện với môi trường.