Hệ thống mới, được thiết kế bởi một nhóm kỹ sư hóa học ở Hàn Quốc, có thể giải quyết hai vấn đề toàn cầu cùng lúc.
Ngày nay, bên cạnh giảm thiểu rác thải nhựa, việc tìm kiếm những cách để sản xuất nhựa từ các nguồn khác ngoài dầu thô và các dẫn xuất của nó cũng rất quan trọng để giảm sự phụ thuộc của con người vào nhiên liệu hóa thạch.
Polyme nhựa là chuỗi dài gồm các tiểu đơn vị giống nhau được xâu chuỗi lại và xương sống của các chuỗi này thường là các nguyên tử carbon.
Nhiều kỹ sư hóa học đã nảy ra ý tưởng rằng lượng CO2 ngày càng tăng trong bầu khí quyển có thể là một nguồn tài nguyên chưa được khai thác để sản xuất nhựa hoặc các sản phẩm dựa trên carbon khác.
Với các cách thức thông thường, việc tạo ra các hóa chất có chuỗi carbon dài từ CO2 là một nhiệm vụ khó khăn và kém hiệu quả.
Mới đây, một nhóm các kỹ sư hóa học tại Viện Khoa học và Công nghệ Tiên tiến Hàn Quốc (KAIST) đã phát triển một hệ thống gồm hai thành phần có thể biến CO2 thành một loại nhựa sinh học phổ biến với sự trợ giúp của vi khuẩn Cupriavidus necator.
Phần đầu tiên của hệ thống là một máy điện phân chuyển đổi khí CO2 thành formate.
Sau đó, thứ này được đưa vào bể lên men, nơi vi khuẩn hoạt động.
Vi khuẩn C. necator nổi tiếng với khả năng tổng hợp các hợp chất carbon như PHB, một loại polyester có thể phân hủy sinh học và ủ phân, từ các nguồn carbon khác.
Trong trường hợp này, C. necator xử lý nguyên liệu formate từ phản ứng điện phân và dự trữ các hạt PHB để chiết xuất sau khi thu hoạch tế bào.
Hyunjoo Lee và Sang Yup Lee, hai kỹ sư sinh học phân tử tại KAIST đồng thời dẫn đầu nghiên cứu, rất lạc quan rằng phương pháp của họ có thể mở rộng và giúp thay đổi cách thức sản xuất nhựa trong tương lai.
Các phép thử trong phòng thí nghiệm cho thấy các tế bào C. necator trong hệ thống trên có thể tổng hợp rất nhiều PHB.
Đến mức chỉ sau 5 ngày hoạt động, sản phẩm polyester đã chiếm tới 83% trọng lượng tế bào khô của vi khuẩn.
Dựa trên những kết quả này, các nhà nghiên cứu khẳng định hệ thống của họ hiệu quả hơn 20 lần so với các hệ thống tương tự đã được thử nghiệm trước đây.
Nhóm nghiên cứu cũng báo cáo rằng hệ thống của họ có thể hoạt động mà không bị gián đoạn miễn là các tế bào vi khuẩn được bổ sung mỗi ngày.
Việc sản xuất liên tục đó sẽ là chìa khóa để giúp cho hệ thống này có thể hoạt động ở quy mô công nghiệp trong tương lai.
