Các chuyên gia Nhật Bản phát triển loại nhựa mới với khả năng tự vá lành, bền ở nhiệt độ phòng nhưng dễ phân hủy khi không còn sử dụng.
Nhóm nhà khoa học tại Đại học Tokyo phát triển vật liệu nhựa mới có thể phân hủy dễ dàng hơn trong các nhà máy tái chế hoặc ngoài tự nhiên, New Atlas hôm 6/11 đưa tin. Vật liệu này có nguồn gốc từ nhựa epoxy resin vitrimer, bền ở nhiệt độ phòng nhưng có thể được định hình lại khi bổ sung nhiệt. Vitrimer thường rất giòn nhưng nhóm nghiên cứu cải tiến công thức bằng cách bổ sung phân tử polyrotaxane.
Khi được làm nóng, nhựa VPR trở lại hình dạng ban đầu, trong trường hợp này là chim hạc. (Ảnh: Shota Ando)
Kết quả, họ tạo ra loại nhựa mới mang tên VPR, có nhiều ưu điểm so với các vật liệu tương tự. Nếu bị dao cào xước, VPR có thể tự vá lại sau khi được làm nóng đến 150 độ C chỉ trong 60 giây. Còn nếu được gập thành hình chim hạc, sau đó trải phẳng, nó có thể tự trở về hình hạc khi được nung nóng. Vật liệu mới thực hiện tất cả những điều trên nhanh hơn nhiều so với các vật liệu tương tự.
Khi không còn được sử dụng, VPR cũng sẽ dễ phân hủy hơn. Tác dụng nhiệt cùng với một dung môi đặc biệt sẽ phá vỡ các liên kết phân tử, chỉ để lại những thành phần thô và sẵn sàng để được chế tạo thành một thứ mới. Kể cả khi bị thải ra môi trường, VPR vẫn ít gây hại hơn các loại nhựa khác. Nhóm nghiên cứu đã chứng minh điều này bằng cách ngâm vật liệu mới trong nước biển 30 ngày. Trong thời gian đó, nó phân hủy sinh học 25% và giải phóng các phân tử có thể trở thành thức ăn cho sinh vật biển.
"VPR có khả năng chống vỡ cao gấp 5 lần nhựa epoxy resin vitrimer thông thường. Vật liệu mới cũng có thể tự vá lành nhanh gấp 15 lần, khôi phục hình dạng đã ghi nhớ ban đầu nhanh gấp đôi và tái chế về mặt hóa học nhanh gấp 10 lần. Nó thậm chí phân hủy sinh học một cách an toàn trong môi trường biển, một điểm mới với loại vật liệu này", Shota Ando, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. Nghiên cứu mới xuất bản trên tạp chí ACS Materials Letters.
Nhóm nhà khoa học cho biết, VPR có thể dùng cho nhiều công việc vốn sử dụng những loại nhựa khác. "Một số ví dụ là vật liệu xây cầu đường thường gồm nhựa epoxy trộn với các hỗn hợp như bêtông và carbon. Nếu sử dụng VPR, các công trình này sẽ dễ bảo trì hơn vì chúng sẽ bền hơn và có thể chữa lành bằng nhiệt. Khác với nhựa epoxy truyền thống, vật liệu mới cứng nhưng co giãn được nên có thể giúp gắn kết những vật liệu với độ cứng và độ giãn dài khác nhau. Điều này có thể cần thiết cho việc sản xuất các phương tiện", Ando nói.