Công nghệ giúp tận dụng tã giấy để sản xuất băng keo y tế

Ứng dụng sản xuất băng keo y tế từ tã giấy

Hàng năm, lượng tã giấy được thải ra môi trường có số lượng rất lớn. Chính vì vậy mà đây là một trong những vấn đề được chính phủ ưu tiên xử lý. Mới đây, các nhà khoa học đã công bố một dự án nghiên cứu có thể giải quyết vấn đề này. Đó là tái chế tã giấy trở thành một yếu tố có thể tạo nên băng keo y tế. Cụ thể hơn, các nhà khoa học sẽ xử dụng chất Polymer – một chất có trong tã giấy để tạo ra chất dính trong băng keo y tế. Đây là một trong những hợp chất khó phân hủy nhất và có ảnh hưởng lâu dài đến môi trường.

Tái chế tã giấy thành chất dính

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 có thể giãn nở khi 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. Sau đó 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.

Tã giấy cho bé thường được vứt đi sau mỗi lần sử dụng
Tã giấy cho bé thường được vứt đi sau mỗi lần sử dụng

Tái chế cơ học dẫn đến vật liệu chất lượng thấp hơn. Bởi lẽ nhựa của các công ty khác nhau được cấu tạo khác nhau. Các polyme có thể có độ dài chuỗi khác nhau hoặc được thay đổi bằng các chất phụ gia và thuốc nhuộm khác nhau. McNeil, người có phòng thí nghiệm tập trung vào tái chế nhựa trong công viên cho biết: “Tái chế hóa học là ý tưởng sử dụng hóa học và các biến đổi hóa học. Từ đó tạo ra một vật liệu có giá trị gia tăng; hoặc ít nhất là một vật liệu có giá trị như ban đầu”.

Quy trình ứng dụng

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. Ta chia thành nhiều mẩu nhỏ, làm tan chảy và tái sử dụng. Dẫn tới chất lượng sản phẩm thấp hơn. Lí do là 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.

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 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 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; biến chúng thành chất dính.

Tái chế Polymer

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.

Trong tã giấy có chất Polymer có thể tái chế
Trong tã giấy có chất Polymer có thể tái chế

Polymer siêu thấm hút đặc biệt khó tái chế. Bởi 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”.

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. Nó 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, biến chúng thành chuỗi hòa tan trong nước. Chazovachii nhận thấy khi những polymer này nóng lên bởi axit hoặc base. Khi đó, liên kết ngang của chúng bị phá hủy.

Trả lời

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

error: Xin đừng copy em :)