Trọng lượng nặng! Giấy đóng gói trong suốt có thể phân hủy sinh học đầu tiên trên thế giới đã được ra mắt

Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã phát triển thành công bài báo đóng gói trong suốt đầu tiên trên thế giới, đủ dày để được sử dụng làm thùng chứa đồ uống và có các đặc tính phân hủy sinh học, mà không gây ô nhiễm cho môi trường biển. Nhóm khoa học tuyên bố rằng hộp giấy làm từ vật liệu mới này rất minh bạch, cho phép người tiêu dùng nhìn thấy rõ nước trái cây hoặc đồ uống khác bên trong.
Bài báo trong suốt này bắt nguồn từ thực vật và có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật, với khả năng thay thế các thùng nhựa truyền thống trong tương lai. Nó không chỉ linh hoạt và dễ uốn cong, mà còn chắc chắn và bền ngay cả trong môi trường ẩm ướt, và có thể được xử lý thành nhiều hình dạng khác nhau, bao gồm cốc và ống hút. Thành tích đột phá này đã được hoàn thành bởi một nhóm các nhà khoa học từ nhiều tổ chức nghiên cứu, bao gồm Cơ quan nghiên cứu và phát triển biển Nhật Bản (Jamstec, có trụ sở tại thành phố Yokosuka, tỉnh Kanagawa).

Một chiếc cốc làm bằng vật liệu giấy mới được phát triển là rất trong suốt, và thậm chí các tàu trong nền có thể được nhìn thấy qua nó
Ý định ban đầu của nghiên cứu và phát triển: Đối mặt trực tiếp với ô nhiễm nhựa biển sâu
Phó nhà nghiên cứu trưởng của Viện Thúc đẩy Khoa học và Công nghệ Hàng hải và lãnh đạo nhóm nghiên cứu, Noriyuki Iwabe, có hy vọng cao cho nghiên cứu này. Anh ấy nói, "Tôi mong muốn tài liệu này trở thành một 'thẻ Trump' trong cuộc chiến chống ô nhiễm biển
Dự án này bắt đầu với Noriyuki Iwabe. Ông đã tham gia vào nghiên cứu về cellulose (thành phần chính của gỗ và giấy) và gia nhập Viện Khoa học và Công nghệ Hàng hải Nhật Bản vào năm 2017. Với cơ sở dữ liệu rộng lớn về hình ảnh chìm khoa học của tổ chức, ông đã chứng kiến ​​sự thực tế khắc nghiệt của nước biển sâu bị ô nhiễm.
Khi anh nhìn thấy túi nhựa và các chất gây ô nhiễm khác nhau nằm rải rác dưới đáy biển ở độ sâu hơn 1000 mét, Jibu đã nhanh chóng nảy ra ý tưởng sử dụng một thùng chứa làm bằng vật liệu có thể bị phân hủy bởi các vi sinh vật ngay cả trong đại dương để thay thế các thùng chứa nhựa.
Bước đột phá công nghệ: Từ không minh bạch đến 'tính minh bạch cực độ'
Đối với Shibata, giấy dường như là một trong những vật liệu hứa hẹn nhất. Tuy nhiên, giấy truyền thống có một điểm yếu rõ ràng: do sử dụng bột gỗ, các khoảng trống giữa các sợi thô tán xạ ánh sáng, dẫn đến giấy hoàn chỉnh là mờ đục.
Đối với ngành công nghiệp thực phẩm, mà đánh giá cao tính minh bạch, vấn đề này đặc biệt nổi bật. Người ta thường tin rằng bao bì cho phép người tiêu dùng nhìn trước nội dung có thể kích thích tốt hơn mong muốn mua hàng của họ. Theo báo cáo, một nhà sản xuất thực phẩm Pháp đã từng ra mắt đồ uống nước trái cây được đóng gói trong các hộp các tông, nhưng sau đó ít nhất một lần được nối lại bằng cách sử dụng hộp nhựa.
Mặc dù có một vật liệu gọi là giấy thủy tinh, có nguồn gốc từ cellulose như giấy và được biết đến với sự xuất hiện trong suốt, các phương pháp sản xuất hiện tại chỉ có thể tạo ra giấy thủy tinh có độ dày 0,03 mm. Trong một thời gian dài, người ta đã tin tưởng rộng rãi vào ngành công nghiệp rằng về mặt kỹ thuật không thể sản xuất giấy thủy tinh trong khoảng 0,3mm đến 0,7mm (đủ cho các hộp giấy và bao bì thương mại khác).
Cân nhắc điều này, Noriyuki Iwabe đã đưa ra phương pháp sử dụng dung dịch nước lithium bromide. Vào thời điểm đó, một trong những đồng nghiệp của ông đang nghiên cứu chất lỏng này và khả năng của chất hóa học này để hòa tan lụa và cellulose bắt đầu thu hút sự chú ý của mọi người. Jibu đã đưa ra một kế hoạch: hòa tan và củng cố cellulose bằng cách điều chỉnh nhiệt độ của dung dịch nước lithium bromide, do đó độ dày và hình dạng của giấy có thể được điều chỉnh tự do.
Vào năm thứ hai, 2018, anh bắt đầu phát triển các nguyên mẫu. Bộ phận Jijiang đã củng cố cellulose, làm sạch và khô, cuối cùng tạo ra thành công một giấy dày trong suốt và vừa phải. Theo các báo cáo, trong quá trình này, các sợi được phân hủy thành các phân tử, tạo thành một cấu trúc dày đặc mà không có lỗ chân lông, cho phép ánh sáng xâm nhập mà không phân tán.

Một tính năng độc đáo khác của dự án nghiên cứu này là nhóm nghiên cứu đã sử dụng đầy đủ các cơ sở và chuyên môn của Tập đoàn nghiên cứu và phát triển biển Nhật Bản (JAMSTEC) để xác minh xem liệu tài liệu này có thực sự bị phân hủy ở Biển sâu hay không.
Với sự giúp đỡ của nghiên cứu có người lái chìm đắm "Biển sâu 6500" và các thiết bị khác, các nhà nghiên cứu đã đặt cốc chứa vật liệu mới này trên đáy biển. Những địa điểm này bao gồm một khu vực sâu 757 mét ở khu vực Sanzaki dọc theo bờ biển Vịnh Sagami ở tỉnh Kanagawa, cũng như một khu vực biển sâu 5552 mét gần đảo Nantori ở phía đông Thái Bình Dương ở Nhật Bản.
Kết quả quay phim sáu tháng cho thấy những container này dần dần bị phân hủy. Một cốc được đặt trong khu vực Sanzaki hoàn toàn biến mất trong vòng bốn tháng.
Thách thức thương mại hóa và triển vọng tương lai
Mặc dù hy vọng cao cho việc áp dụng thương mại của bài báo đặc sản này trong tương lai, chi phí cao vẫn là một trở ngại lớn. Vật liệu giấy này rất khó để nhanh chóng đạt được mức độ kinh tế như nhựa giá rẻ được sản xuất trên quy mô lớn bằng cách sử dụng dầu, vì hiện tại vật liệu độc đáo này chỉ có thể được sản xuất trong các phòng thí nghiệm chuyên dụng.
Đối mặt với thách thức này, Isobe và các đồng nghiệp đang tích cực tìm kiếm sự quan tâm từ các nhà sản xuất lớn trong nghiên cứu của họ. Các nhà khoa học có kế hoạch đề xuất một công nghệ sản xuất rẻ hơn, tương tự như sản xuất các hộp giấy và các tấm bìa cứng phổ biến khác. Họ cũng có kế hoạch thiết kế một dây chuyền sản xuất chuyên dụng để kiểm soát mức tiêu thụ năng lượng.
Tôi tưởng tượng một xã hội nơi mọi thứ chúng ta cần cho cuộc sống hàng ngày của chúng ta đến hoàn toàn từ các chất được tạo ra bởi các sinh vật sống. Đồng thời, các mặt hàng hàng ngày nên được sử dụng lại cẩn thận