Phát triển vật liệu thân thiện với môi trường để thay thế các hạt vi nhựa

Các kỹ sư hóa học tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã thiết kế một vật liệu thân thiện với môi trường để thay thế các hạt vi nhựa trong một số sản phẩm chăm sóc sức khỏe và làm đẹp.

Vi nhựa hiện diện ở hầu hết mọi nơi trên Trái đất, hình thành từ sự phân rã của lốp xe, quần áo, và bao bì nhựa. Một nguồn vi nhựa quan trọng khác là các hạt được thêm vào một số sản phẩm tẩy rửa, mỹ phẩm và sản phẩm làm đẹp khác.

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts MIT (Mỹ) đã phát triển một loại vật liệu phân hủy sinh học có thể thay thế hạt vi nhựa trong các sản phẩm làm đẹp. Các polymer này có thể phân hủy thành đường và axit amin vô hại.

Năm 2019, Ana Jaklenec, trưởng nhóm nghiên cứutại Viện Nghiên cứu Ung thư Tích hợp Koch của MIT và các cộng sự đã tìm ra một vật liệu polymer, được gọi là BMC, có thể dùng để bọc vitamin A và các chất dinh dưỡng thiết yếu khác. Họ cũng phát hiện ra những người ăn bánh mì làm từ bột mì được bổ sung sắt bọc trong polymer có lượng sắt trong cơ thể tăng lên.

Tuy nhiên, BMC lại không phân hủy được. Để thiết kế một vật liệu thay thế thân thiện hơn với môi trường, nhóm chuyển sang một loại polymer khác là poly(beta-amino esters) có khả năng phân hủy sinh học thành đường và axit amin.

Bằng cách thay đổi thành phần của các khối xây dựng vật liệu polymer, các nhà nghiên cứu có thể điều chỉnh các đặc tính như tính kỵ nước, độ bền cơ học và độ nhạy pH. Sau khi tạo ra năm phiên bản vật liệu khác nhau, nhóm đã thử nghiệm và xác định một loại có thành phần tối ưu cho các ứng dụng vi nhựa, bao gồm khả năng hòa tan khi tiếp xúc với môi trường axit như trong dạ dày.

Nhóm đã chứng minh các hạt này có thể bọc vitamin A, vitamin D, vitamin E, vitamin C, kẽm và sắt – những chất dinh dưỡng nhạy cảm với tác động củanhiệt và ánh sáng, nhưng khi được bọc trong các hạt, chúng có thể chịu được nhiệt độ sôi trong hai giờ.

Họ cũng chỉ ra rằng, ngay cả khi được lưu trữ trong sáu tháng ở nhiệt độ và độ ẩm cao, hơn một nửa lượng vitamin được bọc vẫn không bị phá hủy. Các nhà nghiên cứu còn kiểm tra tính an toàn của các hạt bằng cách cho tiếp xúc với các tế bào ruột người và đo tác động của chúng lên tế bào. Ở liều lượng được dùng để bổ sung cho thực phẩm, họ không nhận thấy bất kỳ tổn thương nào đối với các tế bào.

Để đánh giá khả năng thay thế hạt vi nhựa trong các sản phẩm làm sạch, các nhà nghiên cứu đã trộn các hạt này với chất tạo bọt xà phòng. Kết quả, hỗn hợp mới có thể xóa mực từ bút lông dầu và bút kẻ mắt không thấm nước khỏi da hiệu quả hơn xà phòng thông thường.

Họ cũng phát hiện xà phòng trộn với vi nhựa hiệu quả hơn một loại chất tẩy rửa chứa vi hạt polyethylene. Hơn nữa, các hạt phân hủy sinh học mới hấp thụ tốt hơn các nguyên tố độc hại tiềm tàng như kim loại nặng.

Các nhà nghiên cứu đang tiếp tục thử nghiệm các vi hạt này như một chất tẩy rửa và các ứng dụng tiềm năng khác, đồng thời lên kế hoạch thực hiện một thử nghiệm quy mô nhỏ trên người trong năm nay. Họ cũng đang thu thập dữ liệu an toàn để nộp đơn xin phân loại GRAS (được coi là an toàn) từ Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ và lên kế hoạch cho một thử nghiệm lâm sàng về thực phẩm bổ sung các hạt này.

Nhóm nghiên cứu hy vọng khám phá của họ sẽ giúp giảm đáng kể lượng vi nhựa thải ra môi trường từ các sản phẩm sức khỏe và làm đẹp.

“Đây chỉ là một phần nhỏ của vấn đề vi nhựa, nhưng xã hội đang bắt đầu nhận thức được mức độ nghiêm trọng của vấn đề này. Công trình của chúng tôi là một bước tiến trong việc giải quyết vấn đề đó,” Jaklenec nói. “Polymer cực kỳ hữu ích và cần thiết trong vô số ứng dụng phục vụ cuộc sống hằng ngày, nhưng chúng cũng có những mặt trái. Đây là một ví dụ về cách chúng ta có thể giảm bớt một số khía cạnh tiêu cực đó.”

Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Chemical Engineering.

Nguyễn Nam

Tác giả

(Visited 3 times, 1 visits today)