Chế tạo thành công dép tông phân hủy sinh học làm từ tảo

Các nhà khoa học vật liệu đã chế tạo thành công dép tông phân hủy sinh học làm từ tảo để giúp giảm lượng rác thải nhựa độc hại xâm nhập vào đại dương.

Các nhà nghiên cứu đã pha chế bọt xốp làm từ dầu tảo, để đáp ứng các thông số kỹ thuật thương mại cho đế giữa của giày và đế lót chân của dép xỏ ngón.
Các nhà nghiên cứu đã pha chế bọt xốp làm từ dầu tảo, để đáp ứng các thông số kỹ thuật thương mại cho đế giữa của giày và đế lót chân của dép xỏ ngón.

Một nhóm các nhà khoa học từ Đại học California San Diego, Mỹ đã tạo ra công thức bọt xốp polyurethane làm từ dầu tảo, đáp ứng các thông số kỹ thuật thương mại cho dép xỏ ngón và các loại giày dép khác thường được làm từ nhựa dẻo. 

Phương pháp và kết quả nghiên cứu của họ được công bố trong Báo cáo Công nghệ Nguồn sinh học mới nhất, trình bày chi tiết sự phát triển của các vật liệu làm từ tảo này.

Các thành viên của UC San Diego đã làm việc với công ty khởi nghiệp khoa học vật liệu và công nghệ Algenesis Materials. Nhóm nghiên cứu bao gồm nghiên cứu sinh Natasha Gunawan, Giáo sư Michael Burkart thuộc Khoa Khoa học Vật lý, Giáo sư Stephen Mayfield thuộc Phòng Khoa học Sinh học và Nhà khoa học nghiên cứu về tảo Marissa Tessman.

Chế tạo thành công dép tông phân hủy sinh học làm từ tảo -0
Rác từ dép xỏ ngón và giày được các tình nguyện viên thu gom trong quá trình dọn dẹp bãi biển trên đảo St Helena của Anh.

Dép tông, còn gọi là dép xỏ ngón có giá rẻ và hợp túi tiền, là loại dép phổ biến nhất thế giới, thường được sử dụng trong thời gian ngắn và bị loại bỏ sau một vài lần sử dụng.

Sau khi bị vứt bỏ, dép tông mất hàng trăm năm để phân hủy và có thể xâm nhập vào đại dương, giết chết sinh vật biển và làm ô nhiễm nguồn nước.

Trong 50 năm qua, con người đã tạo ra hơn 6 tỷ tấn chất thải nhựa. Trong số này, chỉ khoảng 9% được tái chế, 12% được đốt và 79% còn lại được tích tụ trong các bãi chôn lấp hoặc môi trường tự nhiên.

Trên một số hòn đảo ở Ấn Độ Dương, người ta ước tính rằng dép tông và những đôi giày đơn giản khác chiếm khoảng 25% rác nhựa đại dương, Giáo sư Mayfield nói.

Giáo sư Stephen Mayfield cho biết: “Tuổi thọ của vật liệu phải tỷ lệ thuận với tuổi thọ của sản phẩm. Chúng ta không cần vật liệu tồn tại trong 500 năm trong một sản phẩm mà bạn sẽ chỉ sử dụng trong một hoặc hai năm”.

Loại bọt xốp thương mại vừa được các nhà khoa học chế tạo thành công này sẽ phân hủy trong phân trộn và đất sau 12 tuần, có nghĩa là nó sẽ bị hỏng nếu trôi vào đại dương. 

Chế tạo thành công dép tông phân hủy sinh học làm từ tảo -0
Khối bọt xốp bị phân hủy sinh học trong 12 tuần. Phân tích sự xuống cấp qua hình ảnh A, sự thay đổi về ngoại hình và khối lượng ở hình B, và thay đổi lực nén ở hình C.

Bọt xốp polyurethane bao gồm các polyester gốc tảo đã được thử nghiệm về khả năng phân hủy sinh học. Các nhà khoa học tạo ra các khối xốp kích thước 2cm rồi ủ mẫu của mình trong môi trường phân trộn và môi trường chỉ có đất. Sau đó, các mẫu được cân và thử nén. Một bộ mẫu đối chứng được đặt trong các thùng rỗng và các điều kiện tương tự, nhiệt độ dưới 30 °C và độ ẩm cao.

Trong thời gian thử nghiệm ở bốn, tám và 12 tuần sau khi nghiên cứu, các nhà khoa học đã quan sát thấy sự xuống cấp của các khối bọt xốp. Ngoài việc tất cả các mặt của khối ngày càng trở nên xốp theo thời gian, một dấu hiệu xuống cấp khác là sự đổi màu. Các khối đối chứng duy trì màu trắng trong khi các mẫu thử nghiệm chuyển sang màu nâu trong môi trường ủ phân và màu vàng đối với môi trường đất. Nhóm nghiên cứu lưu ý rằng, sự khác biệt về màu sắc có thể do các sinh vật có nguồn gốc từ môi trường thử nghiệm gây ra.

“Sau hàng trăm công thức, cuối cùng chúng tôi đã đạt được một công thức đáp ứng các thông số kỹ thuật thương mại, có khả năng phân hủy sinh học trong môi trường tự nhiên”, Giáo sư Mayfield nói.

Ông cho biết: “Chúng tôi sử dụng dầu tảo để tạo ra polyols chiếm khoảng một nửa bọt xốp polyurethane, nửa còn lại của bọt xốp là isocyanate, vẫn lấy từ dầu mỏ”.

Mặc dù isocyanate có nguồn gốc từ dầu mỏ, nó vẫn có thể phân hủy sinh học và bị vi sinh vật ăn sau khi bị phân hủy thành phân tử.

Chế tạo thành công dép tông phân hủy sinh học làm từ tảo -0
Đế dép tông phân hủy sinh học được đúc từ khuôn. Đưa các sản phẩm ra thị trường là bước tiếp theo trong sứ mệnh giải quyết các vấn đề quản lý chất thải nhựa trên thế giới.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng chất liệu này để tạo ra phần lót chân mềm trong giày dép và đế ngoài, phần cứng hơn tiếp nối với mặt đất.

Dây đeo cũng được làm từ vật liệu phân hủy sinh học, mặc dù nhóm nghiên cứu vẫn chưa thử làm nó từ sản phẩm bọt xốp polyurethane.

Từ trước tới nay, sinh vật biển thường nuốt phải mảnh vụn nhựa vì nhầm với con mồi, khiến nhiều loài đã bị chết. Sản phẩm làm từ bọt xốp này vô hại đối với sinh vật biển.

Thậm chí, “bọt xốp của chúng tôi còn là thức ăn cho vi sinh vật”, ông Mayfield nói.

Trong thử nghiệm giai đoạn phân hủy, các nhà khoa học đã đo phân tử rơi ra từ các vật liệu phân hủy sinh học và xác định chính các sinh vật phân hủy bọt xốp.

Các nhà khoa học vật liệu hiện đang nghiên cứu sản xuất thương mại các loại bọt một cách kinh tế nhất.

Có thể bạn quan tâm

Ông Nguyễn Văn Hưởng, Trưởng phòng Dự báo thời tiết, Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn quốc gia, Cục Khí tượng thủy văn (Bộ Nông nghiệp và Môi trường) chia sẻ về hiện tượng thời tiết cực đoan.

Mưa đá xuất hiện trên diện rộng ở miền bắc là hiện tượng hiếm gặp

Những ngày đầu tháng 5, hàng loạt địa phương ở khu vực Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ liên tiếp ghi nhận dông, lốc, sét, mưa đá với cường độ mạnh, gây thiệt hại về nhà cửa, hoa màu và tài sản của người dân. Đáng chú ý, mưa đá không chỉ xuất hiện ở khu vực miền núi mà còn lan rộng xuống trung du, đồng bằng, thậm chí cả Thủ đô Hà Nội.

[Video] Dự báo thời tiết ngày 4/5/2026: Mưa giảm, trời chuyển nắng trên nhiều khu vực

[Video] Dự báo thời tiết ngày 4/5/2026: Mưa giảm, trời chuyển nắng trên nhiều khu vực

Thời tiết hôm nay trên cả nước có xu hướng chuyển biến nhanh. Từ Bắc Bộ đến Trung Bộ, mưa dông giảm dần, trời chuyển nắng vào trưa chiều. Trong khi đó, khu vực Cao nguyên và Nam Bộ duy trì trạng thái ngày nắng, chiều tối có mưa dông quay trở lại cục bộ, kèm theo những hiện tượng thời tiết nguy hiểm trong dông.

[Video] Cảnh báo mưa dông diện rộng ở Bắc Bộ

[Video] Cảnh báo mưa dông diện rộng ở Bắc Bộ

Theo Trung tâm Dự báo khí tượng thủy văn Quốc gia, hiện khối không khí lạnh ở phía Bắc đang di chuyển xuống phía Nam, gây mưa dông diện rộng ở Bắc Bộ và Bắc Trung Bộ, có nơi mưa rất to, nhiệt độ giảm.

[Video] Dự báo thời tiết ngày 3/5/2026: Không khí lạnh tràn xuống, Bắc Bộ chuyển mưa dông, Trung Bộ còn nắng nóng

[Video] Dự báo thời tiết ngày 3/5/2026: Không khí lạnh tràn xuống, Bắc Bộ chuyển mưa dông, Trung Bộ còn nắng nóng

Không khí lạnh bắt đầu tác động đến thời tiết nước ta trong ngày hôm nay, khiến khu vực Bắc Bộ chuyển sang trạng thái mưa dông từ trưa và chiều. Trong khi đó, miền Trung vẫn duy trì nắng nóng diện rộng trước khi mưa dông xuất hiện vào chiều tối và đêm. Cao nguyên Trung Bộ và Nam Bộ tiếp tục có nắng ban ngày.

[Video] Dự báo thời tiết đêm nay và ngày mai ngày 3/5/2026: Bắc Bộ sắp đón mưa lớn, Trung Bộ và Nam Bộ duy trì nắng mạnh ban ngày

[Video] Dự báo thời tiết đêm nay và ngày mai ngày 3/5/2026: Bắc Bộ sắp đón mưa lớn, Trung Bộ và Nam Bộ duy trì nắng mạnh ban ngày

Không khí lạnh từ phía Bắc sẽ bắt đầu tác động đến nước ta từ ngày mai 3/5, khiến thời tiết Bắc Bộ chuyển mưa dông từ trưa và chiều. Trong khi đó, miền Trung vẫn duy trì trạng thái nắng nóng trước khi mưa dông xuất hiện vào cuối ngày; Nam Bộ tiếp tục ngày nắng, chiều tối có khả năng xuất hiện dông rải rác.

[Video] Dự báo thời tiết đêm nay và ngày mai ngày 01/5/2026: Không khí lạnh suy yếu, cả nước giảm mưa, miền Trung nắng đẹp, Nam Bộ còn nắng nóng cục bộ

[Video] Dự báo thời tiết đêm nay và ngày mai ngày 01/5/2026: Không khí lạnh suy yếu, cả nước giảm mưa, miền Trung nắng đẹp, Nam Bộ còn nắng nóng cục bộ

Trong đêm nay và ngày mai, khối không khí lạnh đang suy yếu dần, Bắc Bộ và miền Trung duy trì trạng thái khô ráo vào ban ngày, thuận lợi cho các hoạt động ngoài trời; trong khi Nam Bộ vẫn có khả năng xuất hiện mưa dông cục bộ về chiều tối.

[Video] Dự báo thời tiết ngày 30/4/2026: Ngày nghỉ lễ thời tiết thuận lợi: Bắc Bộ mát mẻ, miền Trung nắng đẹp

[Video] Dự báo thời tiết ngày 30/4/2026: Ngày nghỉ lễ thời tiết thuận lợi: Bắc Bộ mát mẻ, miền Trung nắng đẹp

Trong ngày nghỉ lễ 30/4 hôm nay, thời tiết trên cả nước thuận lợi cho các hoạt động vui chơi, du lịch và di chuyển. Bắc Bộ duy trì trạng thái mát mẻ, ít mưa nhờ ảnh hưởng của không khí lạnh; miền Trung trời đẹp, biển êm; trong khi Nam Bộ tiếp tục nắng nóng ban ngày nhưng cần lưu ý khả năng xuất hiện mưa dông về chiều tối.