Rác
thải nhựa hiện đang là vấn đề nan giải đối với các nước trên thế giới,
và việc tái chế, tái sử dụng chúng không hề đơn giản. Vậy nên các nhà
khoa học luôn nghiên cứu để biến rác thải nhựa thành aerogels (vật liệu siêu nhẹ và xốp) và nhiên liệu có ích.
Dưới đây là những sáng chế thú vị từ rác
thải nhựa, mang lại hy vọng về một tương lai xanh cho Trái Đất. Với
hàng triệu tấn rác thải nhựa đổ ra biển mỗi năm, những sáng chế đang có
của chúng ta chỉ có thể xử lý một phần nhỏ, nhưng dù sao đây cũng là nỗ
lực của các nhà khoa học.
1. Nhiên liệu máy bay phản lực
Biến rác thành nhiên liệu làm máy bay phản lực nghe có vẻ là một ý tưởng táo bạo, nhưng nó hoàn toàn khả thi.
Chẳng hạn như hãng hàng không British
Airways đã có ý tưởng xây dựng các nhà máy xử lý chất thải nhằm biến
nhựa và một số rác thải khác thành nhiên liệu tái tạo sạch, và có rất
nhiều hãng hàng không khác đang theo đuổi mục tiêu này.
Vào đầu năm 2019, Phó giáo sư Hanwu Lei
và các nhà khoa học tại Đại học bang Washington đã có bước đột phá thú
vị trong lĩnh vực này. Nhóm nghiên cứu đã tìm cách phá vỡ polyetylen mật
độ thấp có trong túi nhựa và chai nước thành những hạt có kích thước
nhỏ như hạt gạo và biến nó thành nhiên liệu làm máy bay phản lực.
Quá trình này như sau: bên trong một “lò
phản ứng dạng ống”, các nhà khoa học đặt các hạt trên giá bằng than
hoạt tính. Cả carbon và nhựa được nung nóng đến nhiệt độ cao tới 5710C,
khiến chúng bị phân hủy nhiệt và giải phóng hàm lượng hydro có trong
nhựa. Kết quả là tạo ra một loạt hydrocarbon, theo lý thuyết thì tất cả
chúng có thể sử dụng làm nền tảng cho nhiên liệu máy bay phản lực.
2. Dầu diesel
Quá trình hóa học được mô tả ở trên được
gọi là “nhiệt phân” và nó cũng có thể được khai thác để chuyển hóa nhựa
thành Diesel mà các phương tiện có thể sử dụng được.
Năm 2017, một nhóm nghiên cứu đã xây
dựng một hệ thống di động có thể gắn vào phía sau xe tải hoặc tàu biển,
để chuyển đổi rác thải nhựa thành diesel trong lúc phương tiện đang di
chuyển.
Các thủy thủ và nhà hóa học hữu cơ đã sử
dụng một chất xúc tác mới, có thể nhanh chóng phá vỡ chất thải nhựa
thành nhiên liệu diesel để sử dụng mà không cần tinh chế thêm. Mặc dù
nhỏ gọn và đơn giản nhưng hệ thống này có thể xử lý được hơn 4,5 tấn
nhựa mỗi ngày.
Một ý tưởng hay ho đã được đưa ra: chế
tạo một con tàu đi trên mặt nước để thu gom rác thải nhựa và biến nó
thành nhiên liệu để cung cấp năng lượng tự sử dụng. Nhưng nhóm sáng chế
cho rằng, lò xử lý rác thải di động này sẽ hiệu quả hơn khi đặt trên đất
liền. Dù sao thì đây cũng là một ý tưởng rất thú vị.
3. Màng lọc hóa chất rẻ tiền
Sản xuất hóa chất là một quá trình tốn
rất nhiều tài nguyên, sử dụng rất nhiều năng lượng để loại bỏ các phân
tử không mong muốn khỏi chất lỏng. Điều này là do các dung môi khắc
nghiệt bên trong chúng đòi hỏi những bộ lọc có màng gốm bền bỉ và đắt
tiền. Liệu chất thải nhựa có chỗ ứng dụng ở lĩnh vực này hay không?
Để tiết kiệm chi phí trong quá trình sản
xuất hóa chất, vào đầu năm nay, nhóm Nghiên cứu từ Đại học Khoa học
& Công nghệ King Abdullah của Ả Rập Saudi đã sử dụng nhựa PET (loại
được sử dụng trong các chai nước dùng một lần), và một loại dung môi
đặc biệt tái chế chúng thành các màng mỏng.
Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm, nghiên
cứu các phiên bản khác nhau của màng nhựa tái chế mới này, họ điều chỉnh
thiết kế thông qua việc bổ sung thêm một loại polymer. Cuối cùng họ đã
tạo ra một màng lọc hiệu quả và rẻ tiền hơn. Màng lọc từ nhựa tái chế có
các lỗ lọc rộng 35-100 nanomet, không chỉ có thể lọc các chất độc hại
mà còn áp dụng vào công nghệ lọc nước để tiết kiệm chi phí.
4. Miếng bọt biển xử lý sự cố tràn dầu
Rất nhiều nghiên cứu đang tập trung phát
triển các vật liệu mới giúp chúng ta khắc phục sự cố tràn dầu, nhưng
những nỗ lực này có thể giúp giảm khó khăn cho việc thu gom dầu tràn
không?
Nhựa PET là một nguồn chất thải khổng
lồ, vào tháng 11 năm ngoái, các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia
Singapore đã có bước đột phá khi chuyển đổi nhựa PET thành một loại
aerogel rất hữu ích.
Để làm điều này, họ đã biến nhựa PET
thành sợi và sau đó bọc chúng bằng silica. Những sợi này sau đó được xử
lý hóa học để chúng phồng lên và được sấy khô, tạo thành aerogel xốp.
Đây được xem là aerogel đầu tiên được chế tạo từ PET và nó có thể được
sử dụng rộng rãi, kể cả làm vật liệu cách âm trong các tòa nhà hoặc bộ
lọc bụi.
Tuy nhiên có lẽ ứng dụng ưu việt nhất của aerogel là làm miếng bọt biển khắc phục sự cố tràn dầu.
Nếu được phủ một số hợp chất nhất định,
nhóm nghiên cứu nhận thấy miếng bọt biển có thể hấp thụ dầu tràn hiệu
quả gấp 7 lần so với các vật liệu đang có trên thị trường.
Sau khi xuất bản nghiên cứu của mình,
nhóm nghiên cứu đã được cấp bằng sáng chế công nghệ và họ đang bắt đầu
tìm kiếm đối tác công nghiệp để thương mại hóa nó.
5. Ống nano carbon
Ống nano carbon là một loại vật liệu có
vai trò quan trọng trong các lĩnh vực từ y học, kỹ thuật hàng hải, cho
đến thiết bị xử lý bom. Liệu một túi nhựa có thể là điểm khởi đầu cho
tất cả?
Vào năm 2013, các nhà khoa học tại Đại
học Adelaide của Úc đã thử nghiệm các cách sản xuất ống nano carbon,
bằng cách lắng đọng các lớp carbon vào lỗ nhỏ trên màng làm từ alumina.
Trong khi các nhà nghiên cứu đang sử dụng ethanol làm nguồn carbon cho
các thí nghiệm, một thành viên trong nhóm đã phát hiện ra rằng, bất kỳ
nguồn carbon cũng dùng được, bao gồm cả túi nhựa bốc hơi.
Trên thực tế, so với ethanol, dạng
carbon này cho thấy hiệu quả hơn hẳn trong việc xây dựng các ống nano
carbon, nó cũng không cần tới chất xúc tác hay dung môi độc hại.
Theo NewAtlas,
Phong Trần biên tập
Phong Trần biên tập
Không có nhận xét nào:
Đăng nhận xét