Vỏ tôm sẽ sớm thay thế các màng lọc nhiên liệu hóa thạch

Vỏ tôm, chất chiết xuất từ thực vật và nhựa tái chế đã giúp các nhà nghiên cứu của Đại Học Khoa Học và Công Nghệ King Abdulla (KAUST) sản xuất một loại màng phức hợp mỏng bền vững có thể thay thế các loại màng thông thường làm từ nhiên liệu hóa thạch.

Tôm thẻ chân trắng
Vỏ tôm, chất chiết xuất từ thực vật và nhựa tái chế được dùng để sản xuất màng lọc bền vững hơn.

Màng lọc từ nhiên liệu hóa thạch

Nhiên liệu hóa thạch là các loại nhiên liệu được tạo thành bởi quá trình phân hủy kỵ khí của các sinh vật chết bị chôn vùi cách đây hơn 300 triệu năm. Các nguyên liệu này chứa hàm lượng cacbon và hydrocacbon cao.

Màng mỏng composite được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng như xử lý nước thải, tách khí và sản xuất hóa chất. Chúng bao gồm một giá đỡ xốp được bao phủ bởi một lớp siêu mỏng có chứa các lỗ xốp kích thước nano. Những lỗ xốp này có thể giữ các phân tử và các hạt nhỏ li ti trong khi cho phép dung môi lỏng đi qua. Hầu hết các màng này được làm bằng vật liệu có nguồn gốc từ nhiên liệu hóa thạch, một số loại có độc tính. Màng lọc sẽ trở nên an toàn hơn khi được thiết kế bằng cách sử dụng các quy trình và vật liệu xanh.

Chitosan từ vỏ tôm

Chitosan là một polymer sinh học có nguồn gốc từ vỏ của các loài giáp xác như tôm, cua và có nhiều tính năng quan trọng như khả năng tạo màng, hạn chế mất nước, tính tự phân hủy, kháng khuẩn và khả năng chống oxi hóa, không độc hại và nhiều chức năng quan trọng khác. 

Nhóm nghiên cứu từ KAUST đã chế tạo giá đỡ xốp bằng cách sử dụng nhựa tái chế và phủ một lớp polyme tự nhiên không độc hại có tên là chitosan - có nguồn gốc từ vỏ tôm. Tập đoàn Naqua ở Ả Rập Xê Út sản xuất khoảng 50.000 tấn chất thải vỏ tôm - được sử dụng để sản xuất 135 tấn chitosan mỗi năm.

Để tạo chitosan thành màng nano, nhóm nghiên cứu đã tạo liên kết chéo giữa các chuỗi polyme bằng cách sử dụng 2,5-furandicarboxaldehyde (FDA) – một phân tử có nguồn gốc từ chất thải thực vật thông qua các quy trình xanh. Eucalyptol, được sản xuất từ lá của cây bạch đàn, được chọn làm dung môi cho phản ứng này. Một chất xúc tác được sử dụng để tăng tốc độ liên kết ngang của màng nano.

Ứng dụng màng nano chitosan 

Chuyển đổi sinh khối chất thải dồi dào sẵn có thành các vật liệu có giá trị gia tăng, chẳng hạn như màng nano này là một giải pháp hiệu quả không chỉ giải quyết vấn đề quản lý chất thải mà còn tạo ra một sản phẩm giá trị gia tăng. Đáng quan tâm hơn là khi chúng ta sử dụng màng nano từ vật liệu phế thải cũng có giá thành tương đương với màng lọc thông thường. 

Sau khi tối ưu hóa quy trình chuẩn bị màng nano, các nhà nghiên cứu đã kiểm tra màng nano bằng cách sử dụng axeton mang các phân tử polystyren có độ dài khác nhau, cùng với một phân tử nhỏ hơn gọi là metyl styren dimer. Màng cho phép axeton chảy qua với tốc độ tương tự như các màng thông thường.

Theo Yang – nghiên cứu sinh trong nhóm cho biết “Màng nano cũng có thể lọc ra các phân tử có kích thước tương đương với thuốc nhuộm hoặc các thành phần dược phẩm hoạt tính. Do đó, màng nano này có thể ứng dụng vào thực tiễn cho các ngành y sinh, dệt may, dược phẩm hoặc thực phẩm.”

Các nhà nghiên cứu cũng cho thấy họ có thể tinh chỉnh các đặc tính của màng bằng một dung môi không độc hại có tên là TamiSolve. Trong tương lai gần, nhóm nghiên cứu hi vọng sẽ hợp tác với các trang trại nuôi tôm địa phương để đảm bảo nguồn cung cấp chitosan bền vững, cũng như phát triển các quy trình sản xuất màng lọc trên quy mô lớn hơn.

Đăng ngày 05/09/2022
Nhất Linh @nhat-linh
Nguyên liệu

Chuyển đổi sang các nguồn thức ăn bền vững

Ngừng phụ thuộc vào các thành phần có nguồn gốc từ biển là ưu tiên của ngành nuôi trồng thủy sản trong nhiều thập kỷ. Protein thực vật hiện là thành phần được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất thức ăn thủy sản trên toàn cầu.

Đậu nành
• 10:09 06/12/2024

Một số sản phẩm dinh dưỡng phổ biến được dùng để ủ vi sinh

Ủ vi sinh là một quá trình quan trọng trong nuôi trồng thủy sản, nhằm tối ưu hóa sức khỏe của hệ sinh thái và tăng cường hiệu quả sản xuất.

Vi sinh
• 10:07 19/11/2024

Top 5 men vi sinh xử lý nước chất lượng và đáng tiền nên tham khảo nhất

Từ lâu, men vi sinh đã và đang được nhiều bà con tích cực ứng dụng trong nuôi trồng thủy sản. Bằng cách cải thiện chất lượng môi trường nuôi, nâng cao sức khỏe và năng suất của vật nuôi, men vi sinh không chỉ góp phần bảo vệ môi trường mà còn đem lại lợi nhuận kinh tế cao cho người nuôi.

Ủ men vi sinh
• 08:00 17/11/2024

Thức ăn thủy sản không làm từ cá

Trong những năm gần đây, việc phát triển các giải pháp thức ăn thủy sản không làm từ cá đã trở thành một xu hướng mới trong ngành nuôi trồng thủy sản. Với áp lực ngày càng gia tăng về bảo vệ nguồn tài nguyên biển và đáp ứng nhu cầu thực phẩm toàn cầu, việc tạo ra thức ăn thủy sản thay thế bền vững là một bước tiến quan trọng

thức ăn
• 10:25 29/10/2024

Hướng dẫn nuôi cá nóc cảnh: Vẻ đẹp độc đáo dưới nước

Cá nóc cảnh là một trong những loài cá độc đáo và thú vị được người chơi cá cảnh yêu thích. Với vẻ ngoài đáng yêu, hình dáng tròn trịa, và khả năng phồng to khi gặp nguy hiểm, cá nóc không chỉ thu hút người chơi bởi sự khác biệt mà còn là một thử thách hấp dẫn trong việc chăm sóc.

Cá nóc cảnh
• 12:39 07/12/2024

Chuyển đổi sang các nguồn thức ăn bền vững

Ngừng phụ thuộc vào các thành phần có nguồn gốc từ biển là ưu tiên của ngành nuôi trồng thủy sản trong nhiều thập kỷ. Protein thực vật hiện là thành phần được sử dụng nhiều nhất trong sản xuất thức ăn thủy sản trên toàn cầu.

Đậu nành
• 12:39 07/12/2024

Xu hướng nuôi cá Koi trong hồ mini

Cá Koi từ lâu đã được xem là biểu tượng của sự may mắn, thịnh vượng và giàu sang trong văn hóa Á Đông. Với màu sắc sặc sỡ và vẻ đẹp duyên dáng, cá Koi ngày càng trở thành sự lựa chọn yêu thích của nhiều người chơi cá cảnh.

Cá koi
• 12:39 07/12/2024

Tìm hiểu cách trao đổi khí của tôm

Tôm là loài động vật thủy sinh thuộc lớp giáp xác, có cơ chế trao đổi khí phức tạp và thích nghi tốt với môi trường nước. Quá trình trao đổi khí của tôm diễn ra thông qua các cấu trúc và cơ chế đặc biệt giúp chúng lấy oxy từ nước và thải khí carbon dioxide.

Tôm thẻ
• 12:39 07/12/2024

Sự liên kết giữa các giác quan chính của tôm

Mỗi giác quan đóng một vai trò quan trọng trong việc giúp tôm tìm thức ăn, tránh kẻ thù và duy trì các hoạt động sinh tồn khác. Sự liên kết giữa các giác quan này tạo nên một hệ thống hoàn chỉnh, giúp tôm phát triển và thích nghi trong môi trường khắc nghiệt.

Tôm thẻ chân trắng
• 12:39 07/12/2024
Some text some message..