Biến tã giấy thành chất dính dùng trong băng dán y tế bằng công nghệ

Như đã biết, mỗi năm con người thải ra rất nhiều tã giấy ở các bãi rác. Số liệu lên tới khoảng 3,5 triệu tấn hàng năm. Tuy nhiên trong vật liệu sản xuất tã giấy có lưới polymer. Vì vậy nguyên liệu này có thể dãn nở khi bị ướt. Đây là một chất liệu được tạo bởi một chuỗi dài tổ hợp lặp lại. Chính vì vậy một nhóm nghiên cứu ở Đại học Michigan đã có một ý tưởng rất tuyệt vời. Họ phát triển kỹ thuật để có thể gỡ polymer thấm hút. Sau đó tái chế chất liệu này thành một chất dính dùng trong băng dán y tế. Quá trình biến tã giấy thành băng dán y tế có thể chia thành hai giai đoạn là tái chế cơ học và hóa học.

Công nghệ này được thực hiện bởi nhóm nghiên cứu ở Đại học Michigan

Nhóm nghiên cứu ở Đại học Michigan phát triển quá trình tái chế tã giấy thành chất dính dùng trong băng dán y tế và giấy nhớ. Mỗi năm, con người thải ra 3,5 triệu tấn tã giấy ướt sũng ở các bãi rác. Vật liệu siêu thấm hút bên trong tã giấy được làm từ lưới polymer. Vật liệu này có thể giãn nở khi bị ướt.

Polymer là một chuỗi dài tổ hợp lặp lại. Trong trường hợp này, vật liệu thấm hút trong tã giấy dựa trên polymer axit polyacrylic. Nhóm nghiên cứu ở Đại học Michigan phát triển kỹ thuật để gỡ loại polymer thấm hút này và tái chế thành vật liệu tương tự chất dính dùng trong giấy nhớ và băng gạc. Họ công bố kết quả nghiên cứu hôm 26/7 trên tạp chí Nature Communications. Quá trình tái chế có thể chia thành tái chế cơ học và tái chế hóa học.

Mỗi năm, con người thải ra 3,5 triệu tấn tã giấy ướt sũng ở các bãi rác
Mỗi năm, con người thải ra 3,5 triệu tấn tã giấy ướt sũng ở các bãi rác

Theo nhà hóa học Anne McNeil ở Đại học Michigan, đồng tác giả nghiên cứu, tái chế cơ học bao gồm tách nhựa dựa trên đặc điểm của chúng, chia thành nhiều mẩu nhỏ, làm tan chảy và tái sử dụng, dẫn tới chất lượng sản phẩm thấp hơn do nhựa của các công ty khác nhau có cấu tạo không giống nhau. Polymer có thể là những chuỗi có độ dài khác nhau. Hoặc bị biến đổi bởi chất phụ gia và màu nhuộm khác nhau. Trong khi đó, tái chế hóa học sử dụng hóa chất và biến đổi hóa học để tạo ra vật liệu có giá trị ít nhất tương đương sản phẩm gốc.

Phương pháp cần tiết kiệm năng lượng và có thể triển khai ở quy mô công nghiệp

Các đặc điểm khiến nhựa trở nên đáng giá như độ cứng và độ bền, cũng khiến chúng khó tái chế. Đặc biệt, polymer rất khó phân hủy do chứa những liên kết bền vững. McNeil, giáo sư hóa học, khoa học đại phân tử và kỹ thuật, cùng với Takunda Chazovachii, tiến sĩ hóa học polymer ở Đại học Michigan, hợp tác với tập đoàn Procter & Gamble để phát triển quá trình 3 bước biến polymer siêu thấm hút thành vật liệu tái sử dụng là chất kết dính. Phương pháp cần tiết kiệm năng lượng và có thể triển khai ở quy mô công nghiệp.

“Polymer siêu thấm hút đặc biệt khó tái chế do chúng được thiết kế để chống phân hủy và giữ nước vĩnh viễn”, Chazovachii giải thích. “Polymer siêu thấm hút và chất kết dính đều có nguồn gốc từ axit acrylic. Đó là điều truyền cảm hứng cho ý tưởng tái chế của chúng tôi”.

Công nghệ biến tã giấy thành băng dán y tế có thể triển khai ở quy mô công nghiệp
Công nghệ biến tã giấy thành băng dán y tế có thể triển khai ở quy mô công nghiệp

Nhóm nghiên cứu cần rút ngắn chuỗi polymer bên trong vật liệu để tạo ra các loại chất dính khác nhau

Polymer trong vật liệu siêu thấm hút trông giống một chiếc lưới đánh cá mắt thưa, theo McNeil. Thay vì mắt lưới hình tổ ong, chúng có liên kết ngang với 2.000 tổ hợp. Liên kết này đủ để tạo ra cấu trúc mạng lưới không thể hòa tan. Để tái chế vật liệu, nhóm nghiên cứu cần tìm ra cách phá hủy kết nối của mạng lưới polymer. Sau đó biến chúng thành chuỗi hòa tan trong nước. Chazovachii nhận thấy khi những polymer này nóng lên bởi axit hoặc base, liên kết ngang của chúng bị phá hủy.

Các nhà nghiên cứu cũng cần xác định liệu quá trình có khả thi ở quy mô công nghiệp hay không. Họ tiến hành đánh giá vòng đời và phát hiện sử dụng axit. Mục đích để phá liên kết của polymer thải ít carbon dioxide và tiêu tốn ít năng lượng hơn 10 lần so với phương pháp dùng base.

Tiếp theo, nhóm nghiên cứu cần rút ngắn chuỗi polymer bên trong vật liệu. Mục đích để tạo ra các loại chất dính khác nhau. Chazovachii nhận thấy sử dụng bong bóng khí nổ cực nhỏ để phá chuỗi polymer có thể cắt chúng thành nhiều mẩu nhỏ mà không làm thay đổi đặc tính hóa học của chuỗi. Ông biến đổi nhóm axit ở chuỗi polymer thành nhóm ester. Điều này thay đổi đặc tính của chúng từ hòa tan trong nước thành hòa tan trong chất hữu cơ. Vì vậy biến chúng thành chất dính. Biến tã giấy thành băng dính y tế là một sáng kiến không tồi trong thời kỳ biến đổi khí hậu đang là vấn đề nguy cấp toàn nhân loại. Quả là một sáng kiến có ích phải không nào?

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *