เทคโนโลยีล้ำสมัยสร้างพลาสติกที่ย่อยสลายได้ทางชีวภาพจากข้าวโพด

นักวิทยาศาสตร์ชาวจีนและชาวดัตช์ได้พัฒนาพลาสติกชีวภาพจากข้าวโพด ซึ่งสามารถย่อยสลายได้ในดินภายในเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ ช่วยลดมลภาวะทางสิ่งแวดล้อมได้

จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Communications ทีมวิจัยร่วมจากจีนและเนเธอร์แลนด์ประสบความสำเร็จในการพัฒนาพลาสติกชีวภาพชนิดใหม่จากข้าวโพด โดยใช้เทคโนโลยีที่ได้แรงบันดาลใจจากใยแมงมุม พวกเขาเชื่อว่าพลาสติกชีวภาพนี้จะเป็นทางเลือกที่ยั่งยืนกว่าพลาสติกที่ผลิตจากเชื้อเพลิงฟอสซิล

พลาสติกส่วนใหญ่ในปัจจุบันผลิตจากปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติ ซึ่งนำไปสู่ปัญหาสิ่งแวดล้อมมากมาย รวมถึงการปล่อยก๊าซคาร์บอนและมลพิษอื่นๆ นอกจากนี้ ขยะพลาสติกยังย่อยสลายได้ยากมากตามธรรมชาติ ส่งผลให้เกิดไมโครพลาสติกขึ้น

ดังนั้น ในช่วงไม่นานมานี้ นักวิทยาศาสตร์ จึงพยายามวิจัยและพัฒนา "พลาสติกชีวภาพ" ที่ทำจากพืชเพื่อใช้ทดแทนพลาสติกแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม วัสดุเหล่านี้ส่วนใหญ่มักเปราะ แตกง่าย หรือไม่สามารถต้านทานความชื้นหรือป้องกันออกซิเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ทำให้ไม่เหมาะสมสำหรับอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น บรรจุภัณฑ์อาหาร เส้นใย หรือวัสดุที่ทนทาน

จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ใหม่ล่าสุด นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าพวกเขาได้แก้ปัญหาดังกล่าวแล้ว โดยพวกเขาเน้นไปที่ซีอิน ซึ่งเป็นโปรตีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในข้าวโพด และมักเป็นผลพลอยได้จากการแปรรูปข้าวโพดหรือการผลิตเอทานอล จุดเด่นของไบโอโพลีเมอร์นี้คือความทนทาน ความยืดหยุ่น และความสามารถในการย่อยสลายในดินภายในเวลาเพียงไม่กี่สัปดาห์ นอกจากนี้ ทีมวิจัยยังศึกษาถึงวิธีการที่แมงมุมผลิตใยเพื่อพัฒนาวัสดุใหม่นี้ด้วย

ผู้เชี่ยวชาญได้สร้างพลาสติกชีวภาพชนิดใหม่จากข้าวโพด โดยใช้เทคโนโลยีที่ได้แรงบันดาลใจจากใยแมงมุม ภาพ: Jee & Rani Nature Photography/Wikimedia Commons

ใยแมงมุมได้รับการยกย่องมานานแล้วว่าเป็นหนึ่งในวัสดุธรรมชาติที่แข็งแกร่งที่สุด ในโลก ในแง่ของความแข็งแรงต่อแรงดึง นอกจากนี้ยังมีน้ำหนักเบา ยืดหยุ่น และย่อยสลายได้ทางชีวภาพ ในการสร้างใยแมงมุมนั้น แมงมุมจะควบคุมความเป็นกรด ปริมาณน้ำ และการจัดเรียงโปรตีนภายในต่อมสร้างใยอย่างพิถีพิถัน เพื่อสร้างโครงสร้างโมเลกุลที่ทนทานเป็นพิเศษ

ทีมวิจัยได้รับแรงบันดาลใจจากกลไกการสร้างใยไหมของแมงมุม โดยไม่ได้หลอมหรือแปรรูปโปรตีนข้าวโพดในลักษณะเดียวกับการผลิตพลาสติกแบบดั้งเดิม แต่จัดเรียงโมเลกุลโปรตีนใหม่ในลักษณะคล้ายกับการสร้างใยไหมของแมงมุม วิธีนี้ช่วยให้โปรตีนซีอินเรียงตัวและยึดติดกันแน่นขึ้น ส่งผลให้ได้วัสดุที่มีความแข็งแรงเหนือกว่า

จากพอลิเมอร์ชนิดใหม่นี้ ทีมวิจัยได้ผลิตเส้นใย ฟิล์ม และแผ่นบางๆ โดยตั้งชื่อวัสดุว่า "แพลนไทเมอร์" ผู้เชี่ยวชาญกล่าวว่า "แพลนไทเมอร์" มีคุณสมบัติทนต่อน้ำและออกซิเจนสูง ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานในอุตสาหกรรมหลายด้าน ที่สำคัญคือ วัสดุนี้ประมาณ 80% สามารถย่อยสลายในดินได้ภายในเวลาเพียงหนึ่งเดือน

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า เทคโนโลยีใหม่นี้ยังอยู่ในขั้นตอนการวิจัยและยังมีอุปสรรคมากมายที่ต้องเอาชนะก่อนที่จะสามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ในวงกว้างได้ ซึ่งรวมถึงการพิจารณาว่าปริมาณซีอินสำหรับการผลิต "แพลนไทเมอร์" ในปริมาณมากจะส่งผลกระทบต่อความมั่นคงทางอาหารหรือไม่ ตลอดจนความทนทานของวัสดุเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิและแสงเป็นเวลานาน

ที่มา: https://khoahocdoisong.vn/cong-nghe-dot-pha-tao-nhua-sinh-hoc-tu-ngo-phan-huy-nhanh-post2149101700.html