Satisfying Video l Kinetic Sand Nail Polish Foot Cutting ASMR #7 Rainbow ToyTocToc
Mục lục:
Xe, điện thoại, chai soda và giày của bạn có điểm gì chung? Tất cả đều được làm từ dầu mỏ. Tài nguyên không thể tái tạo này được xử lý thành một tập hợp các hóa chất linh hoạt được gọi là polyme - hay phổ biến hơn là nhựa. Hơn 5 tỷ gallon dầu mỗi năm được chuyển đổi thành nhựa.
Polyme đứng đằng sau nhiều phát minh quan trọng trong nhiều thập kỷ qua, như in 3D. Cái gọi là nhựa kỹ thuật của Cameron, được sử dụng trong các ứng dụng từ ô tô đến xây dựng đến đồ nội thất, có các đặc tính vượt trội và thậm chí có thể giúp giải quyết các vấn đề môi trường. Ví dụ, nhờ nhựa kỹ thuật, các phương tiện hiện có trọng lượng nhẹ hơn, do đó chúng có được số dặm nhiên liệu tốt hơn. Nhưng khi số lượng sử dụng tăng lên, nhu cầu về nhựa cũng tăng theo. Thế giới đã sản xuất hơn 300 triệu tấn nhựa mỗi năm. Con số có thể gấp sáu lần vào năm 2050.
Về cơ bản, dầu-nhựa không phải là xấu, nhưng họ là một cơ hội bị bỏ lỡ. May mắn thay, có một sự thay thế. Việc chuyển đổi từ các polyme dựa trên dầu mỏ sang các polyme có nguồn gốc sinh học có thể làm giảm lượng khí thải carbon hàng trăm triệu tấn mỗi năm. Các polyme dựa trên sinh học không chỉ có thể tái tạo và thân thiện với môi trường hơn, mà chúng còn thực sự có tác động có lợi đối với sự thay đổi khí hậu bằng cách hoạt động như một bể chứa carbon. Nhưng không phải tất cả các polyme sinh học đều được tạo ra như nhau.
Các polyme sinh học phân hủy
Trước đây, bạn có thể đã gặp phải nhựa sinh học, vì các dụng cụ dùng một lần - đặc biệt là các loại nhựa này có nguồn gốc từ thực vật thay vì dầu. Các polyme sinh học như vậy được tạo ra bằng cách cho ăn đường, thường là từ mía, củ cải đường hoặc ngô, đến các vi sinh vật tạo ra các phân tử tiền chất có thể được tinh chế và liên kết hóa học với nhau để tạo thành các polyme có tính chất khác nhau.
Nhựa có nguồn gốc thực vật tốt hơn cho môi trường vì hai lý do. Đầu tiên, có sự giảm đáng kể năng lượng cần thiết để sản xuất nhựa dựa trên thực vật - tới 80%. Mặc dù mỗi tấn nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ tạo ra hai đến ba tấn CO₂, nhưng điều này có thể giảm xuống còn khoảng 0,5 tấn CO₂ mỗi tấn polymer sinh học, và các quy trình chỉ trở nên tốt hơn.
Thứ hai, nhựa có nguồn gốc từ thực vật có thể phân hủy sinh học, vì vậy chúng không tích lũy được trong các bãi chôn lấp.
Mặc dù nó rất tuyệt vời đối với các vật dụng như dĩa nhựa để phân hủy sinh học, đôi khi tuổi thọ dài hơn rất quan trọng - bạn có thể muốn bảng điều khiển của chiếc xe của mình từ từ biến thành một đống nấm theo thời gian. Nhiều ứng dụng khác yêu cầu khả năng phục hồi tương tự, chẳng hạn như vật liệu xây dựng, thiết bị y tế và thiết bị gia dụng. Polyme sinh học phân hủy sinh học cũng không thể tái chế, có nghĩa là nhiều cây cần được trồng và chế biến liên tục để đáp ứng nhu cầu.
Polyme sinh học như lưu trữ carbon
Nhựa, bất kể nguồn gốc, chủ yếu được làm từ carbon - khoảng 80 phần trăm trọng lượng. Mặc dù các chất dẻo có nguồn gốc từ dầu mỏ không phát hành CO₂ giống như cách đốt nhiên liệu hóa thạch, nhưng chúng cũng không giúp xử lý bất kỳ chất dư thừa nào của chất ô nhiễm khí này - carbon từ dầu lỏng được chuyển đổi đơn giản thành nhựa rắn.
Mặt khác, polyme sinh học có nguồn gốc từ thực vật, sử dụng quá trình quang hợp để chuyển đổi CO, nước và ánh sáng mặt trời thành đường. Khi các phân tử đường này được chuyển đổi thành polyme sinh học, carbon sẽ bị khóa khỏi khí quyển một cách hiệu quả - miễn là chúng không bị phân hủy hoặc đốt cháy. Ngay cả khi các polyme sinh học kết thúc tại một bãi rác, chúng vẫn sẽ phục vụ vai trò lưu trữ carbon này.
CO₂ chỉ có khoảng 28% carbon tính theo trọng lượng, vì vậy các polyme bao gồm một hồ chứa khổng lồ để lưu trữ khí nhà kính này. Nếu nguồn cung cấp khoảng 300 triệu tấn polyme hàng năm trên thế giới hiện nay đều không thể phân hủy và dựa trên cơ sở sinh học, thì điều này sẽ tương đương với một gigaton - một tỷ tấn - CO được cô lập, khoảng 2,8% lượng phát thải toàn cầu hiện nay. Trong một báo cáo gần đây, Hội đồng liên chính phủ về biến đổi khí hậu đã vạch ra việc thu giữ, lưu trữ và tái sử dụng carbon như một chiến lược quan trọng để giảm thiểu biến đổi khí hậu; Polyme dựa trên sinh học có thể đóng góp quan trọng, lên tới 20 phần trăm loại bỏ CO₂ cần thiết để hạn chế sự nóng lên toàn cầu đến 1,5 độ C.
Thị trường Biopolymer không phân hủy
Các chiến lược cô lập carbon hiện tại, bao gồm lưu trữ địa chất bơm khí thải CO dưới lòng đất hoặc tái tạo nông nghiệp lưu trữ nhiều carbon trong đất, dựa nhiều vào chính sách để mang lại kết quả mong muốn.
Mặc dù đây là những cơ chế quan trọng để giảm thiểu biến đổi khí hậu, việc cô lập carbon dưới dạng polyme sinh học có khả năng khai thác một động lực khác: tiền.
Cạnh tranh chỉ dựa trên giá cả đã là thách thức đối với các polyme sinh học, nhưng những thành công ban đầu cho thấy một con đường hướng tới sự thâm nhập lớn hơn. Một khía cạnh thú vị là khả năng tiếp cận các hóa chất mới hiện không tìm thấy trong các polyme có nguồn gốc từ dầu mỏ.
Xem xét khả năng tái chế. Rất ít polymer truyền thống thực sự có thể tái chế. Những vật liệu này thực sự thường được chuyển xuống, có nghĩa là chúng chỉ phù hợp cho các ứng dụng có giá trị thấp, chẳng hạn như vật liệu xây dựng. Tuy nhiên, nhờ vào các công cụ của kỹ thuật di truyền và enzyme, các đặc tính như khả năng tái chế hoàn toàn - cho phép sử dụng vật liệu nhiều lần cho cùng một ứng dụng - có thể được thiết kế thành polyme sinh học ngay từ đầu.
Polyme sinh học ngày nay chủ yếu dựa trên các sản phẩm lên men tự nhiên của một số loài vi khuẩn, chẳng hạn như sản xuất bởi Lactobacillus của axit lactic - sản phẩm tương tự cung cấp vị chua của bia chua. Mặc dù đây là bước đầu tiên tốt, nghiên cứu mới nổi cho thấy tính linh hoạt thực sự của polyme sinh học sẽ được phát hành trong những năm tới. Nhờ khả năng hiện đại để thiết kế protein và sửa đổi DNA, thiết kế tùy chỉnh tiền chất polymer sinh học hiện đang trong tầm tay. Với nó, một thế giới của các polyme mới trở nên khả thi - các vật liệu mà ngày nay, CO CO sẽ tồn tại ở dạng hữu ích hơn, có giá trị hơn.
Để giấc mơ này được thực hiện, cần nhiều nghiên cứu hơn. Mặc dù các ví dụ ban đầu đã có ở đây ngày hôm nay - như Coca-Cola PlantBottle một phần sinh học - công nghệ sinh học cần thiết để đạt được nhiều polyme sinh học mới hứa hẹn nhất vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu - như một phương pháp thay thế tái tạo cho sợi carbon có thể được sử dụng trong tất cả mọi thứ, từ xe đạp đến cánh quạt gió.
Các chính sách của chính phủ hỗ trợ cô lập carbon cũng sẽ giúp thúc đẩy việc áp dụng. Với loại hỗ trợ này, việc sử dụng đáng kể các polyme sinh học để lưu trữ carbon là có thể ngay sau năm năm tới - một mốc thời gian có khả năng đóng góp đáng kể để giúp giải quyết khủng hoảng khí hậu.
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên Cuộc trò chuyện của Joseph Rollin và Jenna E. Gallegos. Đọc văn bản gôc ở đây.