“Hãy cho tôi một điểm tựa, tôi sẽ nhấc bổng trái đất lên” là câu nói nổi tiếng của Archimedes (287-212 trước Công Nguyên). Ổng là một nhà toán học, nhà vật lý, nhà phát minh huyền thoại người Hy Lạp. Hình của Archimedes được in ở mặt trước của Huy chương Fields, giải thưởng danh giá được coi là “Nobel Toán học” (vì giải Nobel không bao gồm lĩnh vực toán học), được Hiệp hội Toán học quốc tế (IMU: International Mathematical Union) trao 4 năm một lần cho những nhà nghiên cứu nổi bật.
Ơ-rê-ca (Eureka, nghĩa tiếng Việt là “tìm ra rồi”) là một giai thoại nổi tiếng về cách ra đời của “lực đẩy Archimedes” và của mục.. này.
Con người sử dụng nhựa từ đầu thế kỷ 20 như một kỳ quan vật liệu: rẻ, bền, nhẹ, dễ sản xuất hàng loạt. Từ chai nước, túi đựng đến linh kiện điện tử, y tế… nhựa đã làm cuộc sống tiện lợi hơn bao giờ hết. Nhân loại xài đã đời, sản xuất hơn 460 triệu tấn mỗi năm (thải mỗi năm hơn 400 triệu tấn). Kết quả: nhựa tích tụ khắp đại dương, đất đai, thậm chí trong máu và nhau thai con người.
Bây giờ thì nhân loại sợ hãi và “kỳ thị” chính thứ mình tạo ra: lo ngại ô nhiễm vi nhựa, động vật chết vì nuốt túi ni lông, chi phí dọn dẹp môi trường khổng lồ, rác thải nhựa phải mất hàng thế kỷ mới phân rã. May mắn thay, giới khoa học ở các nước phát triển không chỉ dừng ở việc “sợ” rồi than vãn, họ liên tục nghiên cứu và thật sự tìm ra một lối thoát…
Năm 2016, nhóm nghiên cứu Nhật Bản do tiến sĩ Shosuke Yoshida dẫn đầu (thuộc Đại học Keio và các viện nghiên cứu liên quan) đã phát hiện vi khuẩn Ideonella sakaiensis 201-F6 tại bãi tái chế chai PET ở Sakai. Vi khuẩn này dùng nhựa PET làm nguồn carbon chính. Nó tiết ra hai enzyme: PETase cắt chuỗi polymer PET thành chủ yếu MHET, sau đó MHETase phân hủy tiếp thành axit terephthalic (TPA) và ethylene glycol (EG), hai monome gốc để sản xuất PET mới.
Năm 2018, nhóm hợp tác Anh-Mỹ do giáo sư John McGeehan (Đại học Portsmouth) và tiến sĩ Gregg Beckham (National Renewable Energy Laboratory, NREL, Mỹ) giải mã cấu trúc 3D của PETase. Trong quá trình nghiên cứu, họ tình cờ tạo ra biến thể enzyme mạnh hơn bản tự nhiên ban đầu, đặc biệt hiệu quả hơn trên PET kết tinh, loại nhựa cứng khó phân hủy nhất.
Năm 2020, nhóm nghiên cứu hợp tác xuyên Đại Tây Dương giữa Anh và Mỹ ghép PETase với MHETase thành một enzyme lai. Khi hai “công nhân phân tử” làm chung dây chuyền, tốc độ phân hủy nhựa tăng gấp đôi. Còn khi chúng hòa hợp và tạo ra enzyme lai thì cho ra kết quả mỹ mãn hơn nữa: lượng sản phẩm phân hủy gấp 6 lần sau 96 giờ trên màng nhựa dẻo.
Công ty dẫn đầu dùng kỹ thuật mới này là Carbios (Pháp). Họ sử dụng enzyme được tinh chỉnh (dựa trên nguyên lý tương tự PETase) để phân hủy chai nhựa PET thành monome tinh khiết. Năm 2021, Carbios đã vận hành nhà máy thử nghiệm thành công và đang xây dựng nhà máy thương mại đầu tiên tại Longlaville (khởi công 2024) với công suất 50,000 tấn/năm, dự kiến khai trương vào năm 2028. Công ty này đã ký hợp tác với các tập đoàn lớn như L’Oréal, Nestlé Waters, PepsiCo, Suntory, Patagonia… Ngoài ra còn một số công ty khác đang rục rịch xây nhà máy.
Hiện nay, kỹ thuật này chưa thay thế hoàn toàn tái chế cơ học truyền thống do chi phí enzyme cao, độ ổn định trên rác thải thực tế (nhiều loại trộn lẫn), và nhiều chi phí khác chen vào. Tuy nhiên, nó đang là nền tảng quan trọng cho tương lai giảm rác thải và ô nhiễm nhựa một cách khoa học, bền vững.
nguồn toonpool
