Vật liệu thay thế từ gỗ tổng hợp mới được làm từ chất dẻo phân hủy sinh học có thể thay thế chất dẻo hóa dầu được sử dụng trong vật liệu xây dựng và chai nước dân dụng.
Theo nguồn tin từ Stanford, các nhà nghiên cứu đã phát minh ra hợp chất thay thế làm từ gỗ tổng hợp mới có thể cứu lấy cây xanh, giảm thiểu sự phát thải khí nhà kính và giảm hố rác. Vật liệu gỗ giả này được làm từ chất dẻo phân hủy hữu cơ để sử dụng trong nhiều loại vật liệu xây dựng và có lẽ sẽ thay thế cho vật liệu hóa dầu hiện nay đang sử dụng để sản xuất chai nước uống dân dụng. Đây là cơ hội tốt để tạo ra sản phẩm phục vụ nhu cầu xã hội và bảo vệ môi trường tự nhiên, theo nhà nghiên cứu Sarah Billington, Giáo sư xây dựng môi trường cho biết.
Năm 2004, Billington và đồng nghiệp bà nhận Dự án Môi trường hai năm của Viện Rừng và Môi trường (Stanford) để phát triển rừng nhân tạo đảm bảo cho tính bền vững và tái phục hồi. Nhóm nghiên cứu tập trung đến việc xây dựng vật liệu được gọi là hỗn hợp phân hủy sinh học, một chất keo như nhựa thông kết hợp với vật liệu thiên nhiên được tạo ra từ cây trồng và polimer tái sinh.
Nhóm nghiên cứu Billington bắt đầu bằng việc kiểm tra vật liệu. Thứ tốt nhất chuyển đổi sợi dây gai tự nhiên nấu chảy với nhựa thông đàn hồi phân hủy sinh học được gọi là polyhydroxy-butyrate (PHB). Loại vật liệu này có thể tạo hình đóng, khoan như gỗ. Vật liệu đàn hồi sinh học PHB có thể được sản xuất nhanh hơn gỗ do dây gai có thể sinh trưởng nhanh hơn cây trồng.
Dây gai, chất phân hủy sinh học bền vững PHB sử dụng trong nội thất đồ gỗ, sàn nhà và nhiều vật liệu xây dựng khác. Để tránh bị thoái hóa, nó phải được bảo quản háo khí, và nguyên liệu này có thể bị phân hủy yếm khí khi chôn trong các hố rác. Điều này rất quan trọng như giải thích của Criddle, vật liệu bền khi chúng đang được sử dụng trong điều kiện bình thường, nếu chúng không còn sử dụng nữa, nó sẽ được chôn ở hố rác, sẽ bị thoái hóa nhanh và khi tái chế, vật liệu mới vẫn tồn tại trong dạng bền vững và tốt.
Tái tạo Methane: Không giống những mảnh gỗ nhỏ có thể được chôn trong hố rác khoảng vài tháng hoặc nhiều năm, dây gai trong hỗn hợp sinh học PHB chỉ phân hủy trong 1 vài tuần sau khi chôn, thải khí metan và khí này sẽ được thu giữ cung cấp cho quá trình đốt cháy phục hồi năng lượng hoặc tái sử dụng.
Rõ ràng vi khuẩn có thể phân hủy PHB thành methane, Criddle cho biết. Vì vậy, hiện nay chúng tôi đang kết hợp hai quá trình tự nhiên: sử dụng vi khuẩn phá vỡ chất dẻo PHB và giảm khí methane, hoặc tiêu thụ methane và tái tạo một phần PHB như sản phẩm phụ.
Việc thu giữ khí metan có ý nghĩa lớn trong việc chống biến đổi khí hậu hiện nay, Criddle cho biết, khí metan từ hố rác và các nguồn khác là tác nhân của nóng lên toàn cầu rất mạnh, 22 lần, mạnh hơn khí CO2.
Chất dẻo phân hủy sinh học không được sử dụng rộng rãi vì giá thành cao. Đây là cuộc cạnh tranh giữa chất polypropylene với chất polyethylene, hai sản phẩm hóa học dầu mỏ thực sự rẻ trong khi hầu hết chất đàn hồi sinh học PHB được ra sử dụng từ bắp và mía, hai vật liệu này tương đối đắt. Nhưng sự tiến bộ của công nghệ này khi sử dụng khí methane trong khí gas từ hố rác và xử lý lãng phí nước cho cây trồng sẽ là ưu thế.
Tiềm năng sản xuất với trị giá thấp, chất phân hủy sinh học phục hồi thu hút sự chú ý của một số nhà đầu tư. Trong vài tháng tới, nhà nghiên cứu mong đợi thành lập công ty về quỹ vốn kinh doanh.
Chai nước dân dụng phân hủy sinh học: Dây gai, hỗn hợp phân hủy sinh học PHB đang ứng dụng vào gỗ nhân tạo. Năm 2008, nhóm nghiên cứu nhận kinh phí dự án nghiên cứu của Cơ quan bảo vệ môi trường California nhằm tạo mới chất dẻo phân hủy sinh học thay cho chất dẻo hóa dầu vốn đang được sử dụng làm ra các chai soda và chai nước chỉ dùng 1 lần (nói chung là chai nước dân dụng). Theo Cal/EPA, chai dẻo có nguồn gốc hóa dầu tích lũy lại thành hố rác, gây ô nhiễm các đại dương và bờ biển. Loại hình ô nhiễm này có tác động đáng kể đến các loài chim, động vật có vú và sinh vật biển. Mục đích của dự án này là bảo vệ môi trường và thúc đẩy phát triển công nghiệp mới để sản xuất chất dẻo phân hủy sinh học trị giá rẻ.
Năm 2008, Billington và Frank nhận kinh phí từ Trung tâm hiệu quả năng lượng Precourt của Standford để nghiên cứu bọt phân hủy hữu cơ về bảng cấu trúc cách ly. Họ cũng nhận được nguồn tài trợ mới từ Viện Rừng và Môi trường để tìm ra luận chứng cho việc sử dụng chất polymer, hay sản xuất ra loại “keo xanh” ít độc hại dùng trong xây dựng.
Hiện nay, các nhà nghiên cứu bắt đầu với hỗn hợp phân hủy sinh học và đang tạo ra chất đàn hồi sinh học nhằm giảm thiểu tác động liên quan đến sự nóng lên toàn cầu. Các nghiên cứu này thực sự thú vị vì nhu cầu mở rộng phạm vi nghiên cứu, từ hỗn hợp phân hủy sinh học đến chất dẻo sinh học mới, keo xanh và bọt phân hủy hữu cơ.
