Trong bối cảnh môi trường đang phải đối mặt với nhiều thách thức từ rác thải nhựa, một nhóm nghiên cứu tại Mỹ đã phát triển một loại vật liệu mới có khả năng thay thế nhựa truyền thống. Vật liệu này không chỉ bền mà còn thân thiện với môi trường, mở ra hy vọng cho một tương lai bền vững hơn.
Maksud Rahman, một trợ lý giáo sư tại Đại học Houston, đã dẫn dắt nghiên cứu này với mục tiêu biến đổi cellulose vi khuẩn thành một vật liệu có tính ứng dụng cao. Cellulose vi khuẩn là một loại polymer tự nhiên, có khả năng phân hủy sinh học, và có thể được sử dụng để sản xuất nhiều sản phẩm hàng ngày như chai nước, bao bì và thậm chí là gạc y tế. Nghiên cứu này đã được công bố trên tạp chí Nature Communications vào tháng 7 vừa qua.
Với sự gia tăng lo ngại về tác động tiêu cực của nhựa đối với môi trường, nhu cầu về các giải pháp thay thế bền vững ngày càng trở nên cấp thiết. Cellulose vi khuẩn, với khả năng phân hủy tự nhiên, đang trở thành một lựa chọn lý tưởng. Nhóm nghiên cứu tin rằng vật liệu này sẽ sớm được áp dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực, từ sản xuất đến đóng gói, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường.
Để nâng cao độ bền và tính năng của cellulose, nhóm nghiên cứu đã kết hợp các tấm nano boron nitride vào quá trình nuôi cấy vi khuẩn. Kết quả là một loại vật liệu lai mới với độ bền kéo lên đến 553 MPa và khả năng dẫn nhiệt tốt hơn gấp ba lần so với mẫu vật thông thường.
Rahman cho biết, phương pháp chế tạo này không chỉ tạo ra cellulose vi khuẩn mà còn mở ra nhiều cơ hội ứng dụng trong các lĩnh vực như vật liệu xây dựng, quản lý nhiệt, và công nghệ điện tử. Nhóm nghiên cứu đã điều chỉnh hành vi của vi khuẩn để sản xuất cellulose một cách có tổ chức, từ đó đạt được cấu trúc và tính năng đa dạng cho vật liệu.
Đặc biệt, Rahman đã phát triển một thiết bị nuôi cấy quay độc đáo, cho phép vi khuẩn sản xuất cellulose trong một môi trường tối ưu. Thiết bị này giúp vi khuẩn di chuyển theo hướng nhất định, từ đó tạo ra dòng chất lỏng có hướng, nâng cao hiệu quả sản xuất. Nhóm nghiên cứu dự kiến sẽ tiếp tục hoàn thiện vật liệu này trước khi tiến hành sản xuất thương mại.
Với những tiến bộ này, hy vọng rằng vật liệu sinh học mới sẽ sớm trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống hàng ngày, góp phần bảo vệ môi trường và giảm thiểu ô nhiễm từ nhựa.
