Các nhà nghiên cứu tại Đại học Rutgers đã tạo ra một loại nhựa tự phân hủy theo lập trình, nhờ kỹ thuật gấp các liên kết phân tử mà không cần sử dụng hóa chất mới. Đây là bước tiến quan trọng bởi nhựa thông thường được thiết kế tồn lưu khá lâu, trong khi các polymer tự nhiên như ADN, ARN hay protein lại có vòng đời hữu hạn vì chúng thực hiện chức năng, rồi tự phân rã. Lấy cảm hứng từ cơ chế này, nhóm nghiên cứu mong muốn tạo ra nhựa tổng hợp có “chu kỳ kết thúc” tương tự.

Polymer tự nhiên phân hủy vì cấu trúc bên trong khiến một số liên kết dễ bị phá vỡ bởi nước, ánh sáng hoặc biến đổi hóa học nhẹ. Nhựa tổng hợp cũng có những liên kết yếu, nhưng hình dạng của chúng thường che chắn các vị trí này, khiến nhựa không dễ phân rã.

Cách hoạt động của nhựa tự hủy

Nhóm nghiên cứu đã đặt câu hỏi điều gì xảy ra nếu ta “gấp” polymer sao cho liên kết yếu lộ ra và có thể bị phá vỡ khi cần? Sau đó, các tác giả đã sử dụng kỹ thuật tiền tổ chức cấu dạng (conformational preorganization), về cơ bản là định hình trước cấu trúc phân tử để dễ phá vỡ một liên kết cụ thể vào thời điểm thích hợp.

Cơ chế này được ví như gấp giấy trước khi xé: nếp gấp làm giấy dễ rách hơn. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra những nếp gấp cho nhựa tổng hợp bằng cách sử dụng loại liên kết quen thuộc trong nhiều loại nhựa, sau đó bổ sung các nhóm hóa chất nhỏ ngay cạnh liên kết đó. Nhờ vậy, chúng có thể xoay chuyển vị trí để phá vỡ liên kết khi gặp nước hoặc các tác nhân kích hoạt khác.

Bằng cách điều chỉnh các nhóm hoá chất phụ trợ này, nhóm nghiên cứu có thể lập trình nhựa phân hủy trong vài ngày, vài tháng hoặc vài năm, nghĩa là một vật liệu sẽ được điều chỉnh có “tuổi thọ” khác nhau tùy theo yêu cầu.

Ứng dụng tiềm năng và các bước tiếp theo

Ý tưởng về vật liệu tự phân huỷ có thể áp dụng trong nhiều sản phẩm thực tế như bao bì thực phẩm và các sản phẩm dùng một lần chỉ duy trì hình dạng trong vài giờ, sau đó lại phân huỷ sau vài ngày. Ngoài ra, nhựa có thể được sử dụng cho các sản phẩm nhựa như linh kiện ô tô hay vật liệu xây dựng, được thiết kế để có thời gian sử dụng hàng chục năm, sau đó dần phân huỷ khi tiếp xúc với môi trường.

Loại nhựa mới tự phân huỷ còn có thể sử dụng ánh sáng hoặc ion kim loại làm “công tắc bật/tắt” để kích hoạt sự phân hủy. Tuy nhiên, đến nay, chúng mới chỉ được thử nghiệm trong phòng thí nghiệm. Do vậy, cần thêm nhiều thử nghiệm để đảm bảo an toàn, cũng như đánh giá khả năng tích hợp vào nhựa thương mại và quy trình sản xuất công nghiệp. Dù vậy, về mặt khái niệm, đây là bộ công cụ mới tái thiết kế nhựa mà không cần thay đổi hóa học cơ bản.

N.P.D (NASTIS), theo Newatlas, 1/2026