Nghiên cứu thành công loại polymer tự phân hủy ngay khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời

9/6/2019 1:45:00 PM
Loại polymer được phát triển dành riêng cho mục đích quân sự nhưng đến nay khi môi trường đang ở cấp báo động đỏ thì chúng lại mang đến sự hứa hẹn cho việc xử lý rác thải

Các nhà khoa học Mỹ vừa nghiên cứu thành công loại polymer tự phân hủy ngay khi tiếp xúc ánh sáng mặt trời. Loại polymer được phát triển dành riêng cho mục đích quân sự nhưng đến nay khi môi trường đang ở cấp báo động đỏ thì chúng lại mang đến sự hứa hẹn cho việc xử lý rác thải

Tiến sĩ Paul Kohl của Viện công nghệ Georgia Tech cho biết:"Đây không phải là thứ phân hủy chậm dần sau một năm giống như nhựa phân hủy sinh học mà người tiêu dùng thường biết đến. Polyme này có thể biến mất ngay lập tức khi bạn nhấn nút kích hoạt cơ chế bên trong hoặc khi cho Mặt Trời chiếu vào ".

Với quân đội thì loại polymer có thể giúp các binh sĩ có thể rút quân không để lại dấu vết nào. Các loại máy bay không người lái có thể tự hủy khi đã hoàn thành nhiệm vụ là kỳ vọng cho các hoạt động bí mậtquân sự.. Theo thông tin từ các nhà nghiên cứu họ đã tiến hành nghiên cứu và đã phát triển thành công và đang triển khai một loại polyme mớinày dành riêng cho Bộ Quốc Phòng Mỹ - cơ quan rất quan tâm đến việc che giấu mọi thứ.

Đối với môi trường nếu vật liệu này được đưa vào sử dụng nó có thể giảm thiểu rác thải nhựa cho môi trường.

Hiện tại khái niệm về polyme tự hủy cho đến nay vẫn còn khá lạ lẫm nhưng ý tưởng về loại vật liệu cứng có thể tự tan ngay lập tức mà không để lại dấu vết gì là mối quan tâm cực kỳ lớn của các cơ quan, tổ chức như Bộ quốc phòng Mỹ hay CIA.

Nhìn từ góc độ hóa học vật liệu, bí quyết để tạo ra loại polyme này chính là "nhiệt độ trần". Nhiệt độ trần có liên quan đến một khái niệm khác có tên "biến dạng steric". Đó là một loại lực đẩy electron. Khi các electron tiếp tục đẩy nhau, sức căng sẽ càng lớn. Nếu nhiệt độ trần dưới một mức nhất định, nó sẽ ổn định. Nhưng nếu nhiệt độ trần vượt qua mức quy định thì biến dạng steric sẽ tăng đến ngưỡng khiến các electron đẩy nhau và làm cho vật chất bị hòa tan.

Hiện tượng này thường xảy ra với các vật liệu như polystyrene, một loại nhựa cứng, rắn thường được sử dụng để sản xuất bao bì thực phẩm. Polystyrene có nhiệt độ trần ổn định nhưng khi hơ nó trên lửa, nó sẽ bắt đầu tan rất nhanh. Sự hòa tan đó xảy ra khi hàng ngàn liên kết hóa học bên trong vật liệu bị phá vỡ. Tuy nhiên với vật liệu của nhóm nghiên cứu, chỉ cần một liên kết hóa học bị phá vỡ thì tất cả các liên kết khác cũng sẽ bị phá vỡ. Chúng giống như một chuỗi phản ứng domino vậy.

Trong quá khứ đã có nhiều nhóm các nhà khoa học đã nghĩ tới ý tưởng này nhưng thách thức lớn nhất đặt ra đối với họ là sự mất ổn định vật chất ở nhiệt độ phòng, thường trong khoảng 15 – 25 độ C.

Tiến sĩ Kohl chia sẻ: "Ban đầu chúng tôi tạo ra loại vật liệu nhạy cảm với ánh sáng cực tím để chúng có thể ổn định hình dạng khi gặp nguồn sáng từ đèn huỳnh quang. Nhưng sau khi tiếp xúc với ánh sáng Mặt Trời, nó sẽ bốc hơi hoặc trở lại dạng lỏng. Hoặc nếu cần thiết chúng tôi có thể tạo ra các polyme tự hủy khi gặp nguồn sáng nhân tạo từ đèn trong phòng".

Theo nhóm nghiên cứu, các nhà nghiên cứu có thể tính được thời gian tự hủy của loại vật liệu này ở một mức độ nào đó. Cụ thể Kohl cho biết: "Chúng tôi có một cách để trì hoãn quá trình khử polyme trong một khoảng thời gian cụ thể trong vòng 1 giờ, 2 giờ hoặc 3 giờ. Bạn có thể bảo vệ nó trong bóng tối cho đến lúc cần sử dụng đến vào ban ngày và bạn có thể dùng nó trong 3 giờ trước khi nó bị phân hủy".

Vật liệu hiện đang được thử nghiệm trong các thiết bị quân sự. Tuy nhiên trong thời gian tới, nó có thể được sử dụng cho mục đích phi quân sự.

Dự kiến loại polyme tự tan biến này có thể được giới thiệu tại Hội nghị & Triển lãm quốc gia mùa thu 2019 của Hiệp hội hóa học Mỹ (ACS). Bên cạnh đó, không chỉ có các nhà khoa học Mỹ mới mơ về siêu vật liệu mà còn có các nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang, Hàn Quốc đã bắt đầu sử dụng AI để nghiên cứu một chiếc áo khoác tàng hình đúng nghĩa để phục vụ cho mục đích quân sự, quốc phòng.

Suckhoecuocsong.vn (Trích lược theo GenK)

 

Các tin khác