Thông thường, một quả pháo hoa sẽ gồm nhiều lớp thuốc pháo nằm bên trong lớp vỏ. Khi phát nổ trên không, phần vỏ này sẽ bị phá vỡ thành nhiều mảnh và rơi xuống đất. Lớp vỏ pháo truyền thống thường làm từ giấy kraft và có thể mất tới nửa năm để phân hủy.

Theo nhóm nghiên cứu, loại vỏ mới do Công ty Công nghiệp pháo hoa Kakinoki ở tỉnh Shiga phối hợp với Giáo sư Takahiko Nakaoki thuộc Đại học Ryukoku phát triển có thể hòa tan gần như hoàn toàn trong nước chỉ sau khoảng một ngày trong điều kiện thích hợp.

Vật liệu mới được chế tạo từ một loại nhựa hòa tan trong nước vốn thường được sử dụng trong nông nghiệp, chẳng hạn để làm lớp bao cho hạt giống hoặc chất cải tạo đất. Đây là vật liệu có khả năng phân hủy sinh học và được đánh giá là không gây hại đáng kể ngay cả khi bị sinh vật ăn phải.

Khi tiếp xúc với độ ẩm, lớp vỏ mới trở nên mềm, tương tự caramel khi được đun nóng. Trong môi trường có nước chảy như sông, vật liệu có thể hòa tan gần như hoàn toàn trong vòng một ngày.

Đặc điểm này được xem là đặc biệt phù hợp với điều kiện tổ chức lễ hội pháo hoa tại Nhật Bản, nơi nhiều màn trình diễn diễn ra trên các con sông lớn, hồ hoặc khu vực ven biển. Thay vì để những mảnh vỏ pháo tồn tại trong môi trường nhiều tháng, vật liệu mới có thể nhanh chóng hòa tan sau khi rơi xuống khu vực có nước.

"Chúng tôi muốn đẩy nhanh tốc độ phân hủy và giảm bớt gánh nặng cho môi trường", ông Hiroyuki Kakinoki, Giám đốc Công ty Công nghiệp Pháo hoa Kakinoki có trụ sở tại tỉnh Shiga, cho biết.

Mặc dù một lượng giấy kraft vẫn được sử dụng để chống ẩm cho vỏ pháo, lượng giấy cần thiết đã được giảm đáng kể từ khoảng hai tờ A3 cho một quả pháo hoa tiêu chuẩn xuống chỉ còn khoảng một tờ.

Trong quá trình phát triển, một trong những trở ngại lớn nhất mà nhóm nghiên cứu phải giải quyết là đặc tính dính của loại nhựa hòa tan trong nước. Vật liệu có xu hướng bám chặt vào máy móc được sử dụng để tạo hình vỏ pháo, khiến quá trình sản xuất gặp khó khăn.

Sau nhiều thử nghiệm, nhóm điều chỉnh lượng chất chống dính trong vật liệu. Nhờ đó, những chiếc vỏ pháo có thể được bóc ra khỏi máy một cách sạch sẽ, giúp quá trình sản xuất trở nên khả thi hơn.

Đây không phải lần đầu Công ty Công nghiệp Pháo hoa Kakinoki tìm cách giảm tác động môi trường của sản phẩm. Trong khoảng 25 năm qua, doanh nghiệp đã nghiên cứu nhiều phương án nhằm hạn chế lượng tàn dư sau các màn bắn pháo hoa.

Trước đây, công ty từng thử sử dụng một loại nhựa phân hủy sinh học khác để sản xuất vỏ pháo. Tuy nhiên, dự án phải dừng lại do vật liệu phát sinh các vấn đề liên quan đến vi nhựa.

Bước ngoặt đến vào năm 2018, khi Công ty Kakinoki được giới thiệu với Takahiko Nakaoki, chuyên gia về khoa học polymer tại Đại học Ryukoku. Hai bên sau đó bắt đầu hợp tác nghiên cứu và phát triển loại vật liệu mới, cuối cùng tạo ra vỏ pháo có khả năng hòa tan trong nước.

Ông Kakinoki đặt mục tiêu đưa loại pháo hoa mới vào sản xuất với quy mô lớn hơn.

“Trong số 20.000 quả pháo hoa mà chúng tôi dự định sản xuất trong năm nay, tôi muốn 10.000 quả sẽ là loại thân thiện với môi trường”, ông Kakinoki cho biết.