Theo một số thống kê, cứ mỗi phút, toàn thế giới lại tiêu thụ một triệu chai nhựa,  trong số đó có khoảng 30% nhựa PET được sử dụng trong ngành công nghiệp thực phẩm, bao gồm cả chai nhựa sử dụng một lần. Tuy nhiên, hiện tại, chỉ có một số lượng nhỏ chai nhựa PET được tái chế thành các sản phẩm có giá trị thấp hơn như vải quần áo. Nếu không được thu gom và tái chế, chai nhựa dùng một lần sẽ gây ảnh hưởng xấu đến hệ sinh thái.  

Trước thực trạng này, các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Khoa học và Công nghệ Nhà vua Abdullah (KAUST) ở Ả Rập Saudi đã phát triển giải pháp biến chai nhựa thành màng xốp có thể sử dụng làm bộ lọc phân tử trong công nghiệp hóa chất. Phương án này tạo ra một hướng đi mới cho ngành công nghiệp tái chế, đồng thời tạo được nguồn nguyên vật liệu giá rẻ hơn cho công nghiệp hóa chất.

Xấp xỉ 40% năng lượng của ngành công nghiệp hóa chất được sử dụng để phân tách và tinh chế hóa chất trong các quy trình xử lý nhiệt. Việc sử dụng màng xốp để tách các phân tử khỏi các chất lỏng có thể làm giảm đáng kể mức tiêu thụ năng lượng đó. Nhưng hầu hết các màng thông thường không đủ mạnh để chịu được dung môi sử dụng trong công nghiệp, trong khi màng gốm thay thế lại có giá thành cao.

Để giải quyết vấn đề chi phí cho ngành công nghiệp hóa chất, nhóm nghiên cứu KAUST đã chuyển hướng sang tái chế nhựa PET làm màng lọc. Để tạo màng lọc, các nhà nghiên cứu đã hòa tan PET và sau đó sử dụng dung môi để tạo ra chất rắn PET một lần nữa, và ở lần này nhựa PET mang hình dạng của màng lọc, thay vì hình dạng chai.

Bruno Pulido, nghiên cứu sinh tiến sĩ cho biết: “PET là một công cụ cơ học và hóa học mạnh mẽ, có ích cho các quá trình lọc và tinh chế đòi hỏi phải khử trùng hoặc làm sạch bằng axit hay chất tẩy trắng”.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm hàng loạt các điều kiện và dung môi xử lý khác nhau và sử dụng chất phụ gia poly (ethylene glycol - PEG) để giúp hình thành lỗ rỗng trong màng PET. Thay đổi độ đặc và kích thước của các phân tử PEG đã giúp kiểm soát số lượng và kích thước lỗ rỗng trong màng, và theo cách đó điều chỉnh các đặc tính lọc của nó.

Sau khi tối ưu hóa quá trình này, nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm và kết quả là chất lỏng dễ dàng chảy qua màng và chúng phân tách các phân tử có kích thước khác nhau một cách chính xác. Các màng tốt nhất có kích thước lỗ rộng từ 35-100 nanomet, với các lỗ rỗng chiếm tới 10% diện tích của màng, chúng cũng hoạt động tốt ở 100 độ C.

Pulido cho rằng các màng này có thể được sử dụng như một sự hỗ trợ cho các lớp mỏng của các vật liệu lọc khác, chẳng hạn như các màng được thấy trong màng thẩm thấu ngược. “Chúng tôi cũng đang nghiên cứu phát triển sợi rỗng PET, một loại màng có lợi thế hơn so với màng phẳng”, ông nói thêm.

Công trình nghiên cứu này đã được đăng trên ấn phẩm điện tử ACS Applied Polymer Materials của Hiệp hội Hóa học Mỹ. Việc tái sử dụng chai PET làm màng lọc xốp phục vụ công nghiệp hóa chất nếu được áp dụng rộng rãi sẽ góp phần thúc đẩy tái chế, giảm thiểu tác động thiệt hại đối với môi trường. Đây là tín hiệu đáng mừng cho hai ngành công nghiệp lớn là công nghiệp hóa chất và công nghiệp tái chế nhựa.

• Sáng chế thành công loại giấy thử có khả năng phát hiện nhanh nhiều loại vi khuẩn

• Chống dịch COVID-19: Kiên trì nguyên tắc, linh hoạt chiến thuật

• Dịch Covid 19 ảnh hưởng tới ngành du lịch Việt Nam như thế nào?

Ngọc Hương