LỊCH SỬ CỦA NHỰA SINH HỌC

Mặc dù, nhựa sinh học chỉ mới được nhắc tới nhiều trong những năm trở lại đây. Tuy nhiên, có thể bạn chưa biết, chúng đã có gần 200 năm lịch sử phát triển và ứng dụng. Bài viết dưới đây sẽ cùng điểm qua các mốc thời gian quan trọng trong lịch sử phát triển của nhựa sinh học.

Năm 1855: Loại nhựa nhân tạo đầu tiên được làm từ cellulose, được Alexander Parkes - người phát minh ra nó gọi là Parkesine. Parkesine được tạo ra bằng cách hòa tan nitrocellulose trong các dung môi (như rượu) và trộn trong các chất hóa dẻo như dầu thực vật hoặc long não. Ngày nay, vật liệu này được gọi là celluloid.

Năm 1862: Parkesine được trưng bày tại một triển lãm lớn ở London.

Năm 1884: Viscose, một loại sợi dệt được làm từ cellulose được giới thiệu để thay thế lụa. Viscose bùng nổ trong Thế chiến thứ hai và vẫn là chất liệu dệt phổ biến cho đến ngày nay.

Năm 1897: Một nhà hóa học người Đức phát minh ra một loại nhựa sinh học làm từ casein (sữa) có tên là Galalith. Loại nhựa này bị hạn chế về mặt thương mại vì Galalith không thể đúc được, sữa khan hiếm, cũng như nhựa làm từ hóa dầu được đẩy mạnh trong Thế chiến thứ nhất. Galalith ngày nay vẫn được sử dụng để làm nút bấm.

Năm 1907: Bakelite được phát minh bởi Leo Baekeland. Loại nhựa này được ghi nhận về đặc tính cách điện và chịu nhiệt. Nó được sử dụng để làm một số vật dụng như vỏ radio, điện thoại, đồ dùng nhà bếp và nhiều sản phẩm khác.

Năm 1912: Cellophane, một loại nhựa sinh học làm từ gỗ, bông hoặc xenlulo gai dầu, được phát minh bởi Brandenberger.

Năm 1926: Maurice Lemoigne, một nhà khoa học người Pháp đã phát minh ra polyhydroxybutyrate (PHB), loại nhựa sinh học đầu tiên làm từ vi khuẩn. Thật không may, khám phá của ông bị lãng quên trong nhiều thập kỷ, bởi thời điểm đó dầu mỏ rất dồi dào và rẻ, và ô nhiễm chưa được coi là vấn đề đáng lo ngại.

Những năm 1930: Henry Ford (Mỹ) sử dụng nhựa sinh học từ đậu nành để chế tạo một số bộ phận xe hơi. Ford đã ngừng sử dụng nhựa đậu nành sau Thế chiến thứ hai vì nguồn cung dầu giá rẻ dồi dào.

Năm 1940 - 1945: Sản lượng nhựa nói chung của Hoa Kỳ (trong đó có nhựa sinh học) đã tăng gấp ba lần trong Thế chiến thứ hai, do nhu cầu sử dụng nhiều vật liệu từ nhựa trong thời chiến.

Những năm 1950: Amylomaize (ngô có hàm lượng amyloza > 50%) được nhân giống thành công và các ứng dụng nhựa sinh học thương mại bắt đầu được khám phá. Đây cũng là thời kì sự phát triển của nhựa sinh học bị suy giảm do giá dầu rẻ.

Những năm 1970: Phong trào môi trường trở thành động lực thúc đẩy sự phát triển của nhựa sinh học.  

Năm 1975: các nhà khoa học Nhật Bản đã phát hiện ra một loại vi khuẩn (Flavobacterium) có khả năng phân hủy nylon. Đây là cách hình thành nguyên lý của nhựa phân hủy sinh học.

Năm 1983: Imperial Chemical Industries (Anh) và một công ty đầu tư mạo hiểm địa phương (Marlborough Teeside Management) thành lập công ty nhựa sinh học đầu tiên với tên gọi Marlborough Biopolymers. Nhựa sinh học của họ được tạo ra bởi vi khuẩn gọi là biopal. Loại nhựa này có thể được xử lý thành dải, sợi, chip, tấm và bột.

Năm 1989: Đánh dấu sự phát triển của PLA nhờ tiến sĩ Patrick R. Gruber tìm ra cách tạo ra PLA từ ngô.

Năm 1992: Một bài báo công bố trên tạp chí Science của Chris Somerville (ĐH Michigan) đã cho biết rằng PHB có thể được sản xuất bởi một loại cây có tên là Arabidopsis thaliana.

Cuối những năm 1990: Sự ra đời của màng BIOFLEX thông qua quá trình nghiên cứu và sản xuất của công ty BIOTEC. Màng BIOFLEX có thể được phân loại thành dây chuyền ép đùn màng thổi, ép đùn màng phẳng và ép phun với đa dạng các loại sản phẩm (VD: Màng thổi: túi đựng rác, màng phủ, quần áo bảo hộ, găng tay,…; màng phẳng: khay, chậu hoa, bao bì dược phẩm; ép phun: dao kéo một lần, khay CD, đồ chơi,…).

Năm 2001: Công ty Metabolix mua lại doanh nghiệp Biopol của Monsanto (ban đầu là Zeneca), sử dụng thực vật để sản xuất nhựa sinh học.

Năm 2001: Nick Tucker - nhà nghiên cứu của Đại học Lincoln (Anh) là người đầu tiên sử dụng cỏ voi làm nền nhựa sinh học để chế tạo các bộ phận nhựa của ô tô.

Năm 2005: NatureWorks trở thành nhà sản xuất PLA hàng đầu thế giới (tiền thân là Cargill & Dow Chemicals).

Năm 2007: Công ty Metabolix thử nghiệm loại nhựa phân hủy sinh học 100% đầu tiên, có tên Mirel, được làm từ quá trình lên men đường ngô và vi khuẩn biến đổi gen.

Năm 2010: Rémy Lucas (FR) thành lập Algopack, công ty nhựa sinh học đầu tiên sử dụng rong biển làm nguyên liệu làm sinh khối. Rong biển không cần đất đai, phân bón, thuốc trừ sâu, thuốc diệt cỏ để sinh trưởng. Chúng có thể phân hủy sinh học trong vòng 12 tuần trong đất và 5 giờ trong nước.

Năm 2012: Một loại nhựa sinh học từ rong biển được ghi nhận là một trong những loại nhựa sinh học thân thiện với môi trường nhất, được công bố trên một tạp chí nghiên cứu dược phẩm.

Năm 2014: Một nghiên cứu được công bố vào năm 2014 cho thấy nhựa sinh học có thể được tạo ra từ việc trộn chất thải thực vật (thân mùi tây, rau bina, vỏ trấu,…) với dung dịch TFA của xenlulo nguyên chất để tạo ra nhựa sinh học.

Năm 2016: Một nghiên cứu cho thấy cản xe ô tô đáp ứng tiêu chuẩn có thể được chế tạo từ vật liệu sinh học gốc nano-cellulose bằng vỏ chuối.

Năm 2017: Đề xuất mới về nhựa sinh học được làm từ Lignocellulose.

Năm 2018: Nhiều sự kiện đánh dấu bước phát triển của nhựa sinh học như Ikea bắt đầu sản xuất đồ nội thất bằng nhựa sinh học, Dự án Tập trung hiệu quả vào việc thay thế nylon bằng nylon sinh học và Bao bì đầu tiên làm từ trái cây.

Năm 2019: Năm loại vật liệu nano Chitin khác nhau đã được “Viện nghiên cứu công nghệ hóa học Hàn Quốc” chiết xuất và tổng hợp để kiểm chứng tính mạnh mẽ và tác dụng kháng khuẩn. Chúng có khả năng phân hủy sinh học 100% trong vòng 6 tháng khi được chôn dưới lòng đất.

Trên đây là lịch sử gần 200 năm phát triển và ứng dụng của nhựa sinh học. Càng về sau càng có nhiều nghiên cứu khám phám ra các loại vật liệu mới để tạo ra nhiều loại nhựa sinh học mới mẻ. Các phát minh và ứng dụng mới về nhựa sinh học trên toàn cầu vẫn đang tiếp tục diễn ra.