Mỗi năm, 3,5 triệu tấn bỉm thải loại được đưa đến bãi chôn lấp. Chất liệu siêu thấm bên trong những chiếc tã giấy này được làm từ hỗn hợp polime, sẽ nở ra khi tiếp xúc với nước. Chất liệu thấm hút trong bỉm có được là nhờ axit polyacrylic polime.

Nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Michigan đã phát triển được kỹ thuật tách các polime thấm hút này và tái chế chúng thành vật liệu tương tự như keo dính được dùng cho giấy ghi chú dính và băng keo. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Nhìn chung, tái chế có thể được phân thành hai loại tái chế cơ học và tái chế hóa học. “Tái chế cơ học là hình thức tái chế mà hầu hết mọi người đều nghĩ đến: Bạn tách các loại nhựa khác nhau dựa vào đặc điểm của chúng, sau đó, cắt thành những mảnh nhỏ, nấu chảy và tái sử dụng. Quá trình này làm giảm chất lượng sản phẩm”, Anne McNeil, đồng tác giả nghiên cứu nói.

Tái chế cơ học dẫn đến làm giảm chất lượng của vật liệu vì nhựa được sản xuất theo nhiều cách khác nhau: Các polime có độ dài chuỗi khác nhau hoặc được thay đổi nhờ có nhiều loại chất phụ gia và thuốc nhuộm.

Tái chế hóa học là ý tưởng sử dụng tính chất hóa học và các biến đổi hóa học để tạo ra một vật liệu có giá trị gia tăng hoặc ít nhất là một vật liệu có giá trị như ban đầu.

Những tính chất chung của nhựa như độ dẻo và độ bền, cũng là nguyên nhân khiến cho việc tái chế trở nên khó khăn. Đặc biệt, các polime rất khó bị phá vỡ vì chúng được cố định nhờ có các liên kết bền vững.

Nhóm nghiên cứu đã phát triển một quy trình ba bước biến polime siêu thấm hút thành vật liệu có thể tái sử dụng, trong trường hợp này, là chất keo. Phương pháp mới tiết kiệm năng lượng và có thể triển khai ở quy mô công nghiệp.

Theo McNeil, các polime trong vật liệu siêu thấm hút trông giống như một lưới đánh cá mắt thưa và có liên kết chéo cứ sau 2.000 đơn vị, đủ để tạo nên cấu trúc mạng lưới không hòa tan. Để tái chế những vật liệu này, các nhà nghiên cứu đã tìm cách tách polime trong mạng lưới thành các chuỗi hòa tan trong nước. Kết quả là khi các polime này bị nung nóng trong điều kiện có axit hoặc bazơ, các liên kết chéo của chúng bị phá vỡ.

Để đánh giá tính khả thi của quy trình trên quy mô công nghiệp, nhóm nghiên cứu đã đánh giá vòng đời của quy trình. Các nhà khoa học nhận thấy khi sử dụng phương pháp axit để khử liên kết chéo, các polime sẽ giải phóng CO2 gây nóng lên toàn cầu ở mức thấp hơn 10 lần và cần ít năng lượng hơn 10 lần so với phương pháp trung gian bazơ.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã rút ngắn các chuỗi polime dài trong vật liệu để tạo ra các loại chất kết dính khác nhau bằng cách sử dụng các bong bóng khí nổ siêu nhỏ để phá vỡ chuỗi polyme. Qua đó có thể cắt chuỗi thành nhiều mảnh mà không làm thay đổi tính chất hóa học của chuỗi.

Cuối cùng, các nhà khoa học đã chuyển đổi các nhóm axit trên chuỗi polime thành các nhóm este. Điều đó làm thay đổi tính chất hóa học của chúng từ hòa tan trong nước sang hòa tan hữu cơ, do đó, chúng trở nên dính, giống như chất keo. Ngoài ra, thuốc thử được sử dụng trong phản ứng này, cũng đóng vai trò là dung môi, có thể được tái chế và tái sử dụng.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu đã chứng minh việc tạo ra chất keo từ polime tái chế dễ hơn từ dầu mỏ. So sánh hai con đường sản xuất chất keo cho thấy sử dụng bỉm tái chế đã làm giảm 22% tiềm năng gây nóng lên toàn cầu và 25% nguồn năng lượng cần sử dụng.

N.P.D (NASATI), theo https://scitechdaily.com/turning-used-diapers-into-sticky-notes-using-chemical-recycling-to-prevent-millions-of-tons-of-waste/, 2/8/2021