Túi sinh học thay túi ni lông để bảo vệ môi trường

Được biết, sản phẩm đã đoạt được giải Nhất lĩnh vực hóa sinh của Hội thi Khoa học Kỹ thuật dành cho học sinh trung học tỉnh Thừa Thiên Huế năm 2017, giải Nhất cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế năm 2017. Sắp tới, sản phẩm được mang đi dự cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng toàn quốc.

Hai em Khanh và Minh đang nghiên cứu sản phẩm trong phòng thì nghiệm

Theo Khanh và Minh, thống kê sơ bộ của Bộ TN&MT thì trung bình một ngày, một người tiêu dùng phải sử dụng ít nhất một chiếc túi ni lông. Với dân số hơn 90 triệu người, mỗi ngày nước ta tiêu thụ hơn 90 triệu túi ni lông và con số này sẽ chắc chắn ngày càng tăng.

Cùng điều đó, số lượng rác thải cũng tăng lên không ngừng. Đây là một thách thức lớn cho môi trường, bởi vì phải mất một thời gian rất dài những túi ni lông này mới có thể phân hủy được.

Em Bình Minh chia sẻ: “Thật nghiêm trọng khi môi trường đất và nước bị ô nhiễm bởi túi ni lông, nó sẽ ảnh hưởng trực tiếp và gián tiếp tới sức khỏe con người. Ô nhiễm môi trường từ chất thải túi ni lông được các nhà môi trường gọi là ô nhiễm trắng. Chính từ thực tế trên, chúng em cho ra đời túi sinh học kháng khuẩn có khả năng phân hủy thay thế túi ni lông”.

Nguyên liệu để chế tạo nên sản phẩm gồm dung dịch bạc nano 100 ppm, Polyvinyl anlcol (PVA) tinh khiết dạng bột, tinh bột sắn và glyxerol 99%. Các chất có chứa trong dung dịch bạc nano tạo sự ổn định cho nano bạc và tăng cường tính chất kháng khuẩn của dung dịch. Còn tinh bột sắn có khả năng tạo túi mỏng do chính nó và cả khi phối trộn với các phụ liệu tạo túi khác đồng thời có khả năng tự phân hủy nhanh trong môi trường tự nhiên.

Để tạo túi, các phần tử tinh bột dàn phẳng ra sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau nhờ liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước, PVA có khả năng tạo túi, túi PVA có độ bền kéo đứt tốt.

Túi sinh học được tổng hợp với tỷ lệ 20/70/30 tinh bột sắn/PVA/nano Ag

Sự kết hợp của PVA và tinh bột sẽ tạo ra một sản phẩm giúp cải thiện các tính chất của các nguyên liệu để tạo túi. Ngoài ra, em còn sử dụng các nguyên liệu phụ gia cần thiết như glyxerol trong chế tạo màng từ nano bạc và tinh bột sắn để làm tăng khả năng gia công của tinh bột.

Các em cho biết, sử dụng túi sinh học có khả năng kháng khuẩn để bao gói rau quả thay thế một phần túi PE, PVC, PP của bao gói những thực phẩm cao cấp. Túi sinh học có khả năng phân hủy thay cho túi ni lông và túi bọc thực phẩm làm bằng Polietilen để giảm thiểu vấn đề ô nhiễm do túi ni lông gây ra.

“So sánh độ bền kéo đứt của chất hóa dẻo, chất tạo liên kết glycerol, cho thấy độ bền kéo đứt túi sinh học chế tạo từ tinh bột sắn ở các tỷ lệ 10/80/30, 20/70/30 có giá trị gần bằng độ bền kéo đứt của các chất hóa dẻo, chất tạo liên kết. Như vậy, túi sinh học chế tạo được ở các tỷ lệ này có khả năng sử dụng để sản xuất bao bì...”, Bình Minh chia sẻ.

Qua quá trình thí nghiệm, các túi có khả năng hút ẩm tăng theo thời gian. Còn về độ dày của túi sinh học, các em xác định được độ dày túi là 0,038mm. Kết quả kiểm tra các hoạt tính kháng khuẩn của túi sinh học bằng phương pháp vòng kháng khuẩn với hai vi khuẩn E.Coli và Salmonela chứng minh túi có hoạt tính kháng khuẩn tốt.

Ngoài ra, các em còn tiến hành khảo sát khả năng phân hủy sinh học của túi bằng phương pháp chôn ủ trong môi trường đất bằng cách theo dõi độ giảm khối lượng của túi. Theo đó, thời gian phân hủy của túi trong môi trường đất giảm theo từng ngày và không ảnh hưởng đến môi trường.

Các em còn thử nghiệm ứng dụng túi vào bảo quản quả cà chua. Cụ thể trong vòng khoảng 20 ngày, quả cà chua không có túi sinh học có bề mặt nhăn nhiều hơn, kích thước quả nhỏ hơn nhiều so với quả cà chua có túi sinh học, mềm hơn và có hiện tượng hư hỏng nhiều hơn quả cà chua có túi sinh học.

“Sản phẩm giống với túi ni lông nhưng có chất lượng tốt hơn, có khả năng kháng khuẩn, giá tiền sản xuất và bán ngang bằng hoặc rẻ hơn so với túi ni lông hiện nay. Ngoài ra, sản phẩm có khả năng phân hủy, không gây độc hại cho môi trường”, Khanh nói.

Các em nhận giải trong cuộc thi Sáng tạo Thanh thiếu niên, nhi đồng tỉnh Thừa Thiên Huế năm 2017

Dù vậy các em cũng gặp không ít khó khăn như do các em còn là học sinh nên khó khăn trong việc cân bằng giữa việc học và làm việc ở phòng thí nghiệm. Ngoài ra, các em mất khá nhiều thời gian để có thể cân bằng nguyên liệu tạo ra sản phẩm, để đạt được độ bền kéo tốt và bên ngoài được đẹp hơn.

Trao đổi với PV, thầy Lê Đại Vương (giáo viên hướng dẫn) cho biết: “Túi sinh học có độ an toàn, bền, trong thành phần có tổ hợp nano bạc nên có khả năng kháng khuẩn. Sản phẩm bảo quản được các sản phẩm khô, còn ướt thì chưa bảo quản được nên trong thời gian tới hai em sẽ khắc phục hạn chế này...”, thầy Đại Vương chia sẻ.

“Chúng em muốn phát triển đề tài bằng cách thử nghiệm nhiều nguyên liệu khác và mong muốn đưa sản phẩm vào sản xuất dây chuyền để đưa đến gần hơn với người tiêu dùng...”, hai em bộc bạch.

Bài & ảnh: Xuân Lam