Trong bối cảnh rác thải nhựa ngày càng trở thành gánh nặng đối với môi trường và sức khỏe con người, các nhà khoa học đang nỗ lực tìm kiếm những vật liệu thay thế an toàn và có khả năng phân hủy sinh học.

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Flinders (Úc) mới đây cho biết đã phát triển thành công một loại màng nhựa sinh học làm từ protein sữa, có thể phân hủy hoàn toàn trong đất chỉ sau khoảng 13 tuần.

Nghiên cứu được đăng tải trên tạp chí khoa học Polymers cho biết loại màng mỏng và dẻo, có thành phần chủ yếu là calcium caseinate, một dạng casein protein chủ yếu có trong sữa.

Để tăng độ bền và tính linh hoạt, hỗn hợp vật liệu đã được kết hợp với tinh bột biến tính và các hạt nano sét bentonite, sau đó bổ sung glycerol cùng polyvinyl alcohol. Mục tiêu của nhóm là tạo ra một loại vật liệu có hiệu năng tương đương nhựa truyền thống nhưng thân thiện môi trường hơn đáng kể.

Các thử nghiệm cho thấy loại màng sinh học mới này có thể phân hủy đều đặn trong điều kiện đất thông thường và biến mất hoàn toàn sau khoảng 13 tuần. Kết quả bước đầu cho thấy việc kết hợp polyme sinh học với nano sét có thể tạo ra các màng bao bì thực phẩm vừa đảm bảo chức năng sử dụng, vừa đáp ứng yêu cầu bền vững.

Về độ an toàn, các thử nghiệm vi sinh ghi nhận mật độ vi khuẩn trong vật liệu nằm trong ngưỡng chấp nhận được đối với vật liệu phân hủy sinh học không có tính kháng khuẩn, cho thấy độc tính thấp.

Giáo sư Youhong Tang, chuyên gia vật liệu nano tại cơ sở Tonsley của Đại học Flinders, cho biết nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục thực hiện các đánh giá kháng khuẩn trong những giai đoạn phát triển tiếp theo nhằm hoàn thiện vật liệu.

Theo ông, việc phát triển các giải pháp thay thế bền vững cho bao bì thực phẩm và sản phẩm nhựa dùng một lần là điều cấp thiết nếu muốn làm chậm đà gia tăng ô nhiễm toàn cầu.

Nhiều loại nhựa hiện nay chứa hàng nghìn phụ gia hóa học, bao gồm thuốc nhuộm và chất chống cháy; một số trong đó có thể độc hại hoặc liên quan đến nguy cơ ung thư.

Theo các nhà khoa học, việc thử nghiệm với caseinate cho thấy protein sữa có thể tạo thành các sợi nano và đúc thành polyme tương tự vật liệu bao bì phổ biến. Từ nền tảng đó, nhóm tiếp tục cải thiện đặc tính cơ học bằng cách bổ sung tinh bột, polyme phân hủy sinh học và nano sét bentonite để tăng độ bền cũng như khả năng chống thấm.

Toàn bộ công thức được thiết kế xoay quanh các thành phần giá rẻ, dễ phân hủy và thân thiện với môi trường, hướng tới một giải pháp khả thi để thay thế nhựa dùng một lần cho ngành bao bì thực phẩm.

Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng phần lớn nhựa dùng một lần hiện nay đến từ bao bì thực phẩm. Vì vậy, những vật liệu mới như “nhựa từ sữa” không chỉ mở ra hướng đi cho ngành công nghiệp, mà còn góp phần thúc đẩy kinh tế tuần hoàn và bảo tồn tài nguyên trong dài hạn.