Nhựa sinh học từ tảo và vi sinh vật: Hướng đi xanh thay thế nhựa truyền thống

1. Khủng hoảng nhựa và yêu cầu thay đổi

Nhựa truyền thống – từ lâu là vật liệu “vua” trong ngành công nghiệp – đang trở thành mối đe dọa môi trường nghiêm trọng. Với hàng triệu tấn nhựa thải ra mỗi năm, phần lớn trong số đó không thể tái chế hoặc phân hủy, các đại dương, đất liền và sinh vật hoang dã đang gánh chịu hậu quả nặng nề.

Giữa làn sóng tìm kiếm giải pháp thay thế nhựa truyền thống, nhựa sinh học từ tảo và vi sinh vật đang dần khẳng định vị thế như một bước tiến đột phá, không chỉ thân thiện với môi trường mà còn có tiềm năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực đời sống.

2. Nhựa sinh học từ đâu? Tảo và vi sinh vật vào cuộc

Nhựa sinh học là loại polymer có nguồn gốc sinh học – khác với nhựa truyền thống được sản xuất từ dầu mỏ. Trong đó, tảo và vi sinh vật là hai nguồn nguyên liệu nổi bật nhờ tính tái tạo, sinh trưởng nhanh và thân thiện môi trường:

• Tảo: Các loài tảo biển như Spirulina, Chlorella hay Ulva có khả năng tổng hợp carbohydrate và lipid cao, nguyên liệu đầu vào lý tưởng để sản xuất PLA, PHA và các polymer sinh học khác.

• Vi sinh vật: Một số loài vi khuẩn như Ralstonia eutropha có thể sản xuất polyhydroxyalkanoates (PHA) trong quá trình trao đổi chất, cho ra loại nhựa có khả năng phân hủy tự nhiên.

3. Lợi thế vượt trội của nhựa sinh học từ tảo và vi sinh vật

• ✅ Phân hủy sinh học hoàn toàn: Không gây hại cho môi trường khi thải bỏ, kể cả trong môi trường nước hoặc đất.

• ✅ Không cạnh tranh với lương thực: Khác với nhựa từ tinh bột ngô hay mía, tảo và vi sinh vật không ảnh hưởng đến chuỗi cung ứng thực phẩm.

• ✅ Tận dụng nguồn tài nguyên rẻ, dồi dào: Nước biển, hồ ao, chất thải hữu cơ có thể làm môi trường nuôi tảo hoặc vi sinh vật.

• ✅ Ứng dụng đa dạng: Từ bao bì, đồ gia dụng, linh kiện điện tử đến y sinh (dụng cụ cấy ghép, vật liệu y tế).

4. Thách thức hiện tại

Dù tiềm năng lớn, nhựa sinh học từ tảo và vi sinh vật vẫn đối mặt với một số rào cản:

• ⚠️ Chi phí sản xuất cao: So với nhựa truyền thống, công nghệ sản xuất còn mới và chưa đạt quy mô công nghiệp lớn.

• ⚠️ Tính chất vật lý chưa ổn định: Một số loại nhựa sinh học cần cải tiến về độ bền, tính chịu nhiệt hoặc khả năng tương thích với công nghệ hiện hành.

• ⚠️ Khung pháp lý còn thiếu: Việc tiêu chuẩn hóa và chứng nhận vật liệu sinh học chưa hoàn chỉnh tại nhiều quốc gia, trong đó có Việt Nam.

5. Triển vọng tại Việt Nam

Với đường bờ biển dài, nguồn tảo biển phong phú và thế mạnh trong nghiên cứu sinh học biển, Việt Nam có nhiều lợi thế để phát triển lĩnh vực này. Một số đề tài khoa học cấp nhà nước và cấp cơ sở đã bắt đầu hướng đến việc chiết xuất, nuôi trồng tảo và sản xuất thử nghiệm nhựa sinh học từ vi sinh vật bản địa.

Các hướng nghiên cứu – ứng dụng nên ưu tiên gồm:

• Nuôi cấy tảo quy mô công nghiệp kết hợp xử lý nước thải.

• Biến phụ phẩm nông nghiệp thành nguyên liệu nuôi vi sinh vật sản xuất PHA.

• Phát triển công nghệ ép phun, đúc, in 3D phù hợp với nhựa sinh học.

• Ban hành tiêu chuẩn, chính sách hỗ trợ vật liệu xanh.

6. Kết luận: Cần sự đầu tư bài bản và chính sách hỗ trợ

Nhựa sinh học từ tảo và vi sinh vật không chỉ là xu hướng, mà là định hướng tất yếu trong bối cảnh phát triển bền vững. Để hiện thực hóa tiềm năng này, Việt Nam cần tăng cường đầu tư nghiên cứu, chuyển giao công nghệ, kết nối giữa viện – trường – doanh nghiệp và đặc biệt là ban hành chính sách thúc đẩy tiêu dùng sản phẩm sinh học.

Nếu được hỗ trợ đúng mức, lĩnh vực này hoàn toàn có thể giúp Việt Nam vươn lên trở thành quốc gia đi đầu khu vực về công nghệ vật liệu sinh học.

Nguồn: Vietnam Journal of Science & Technology, Tạp chí KH&CN Biển (VAST), ScienceDaily, Bioplastics Magazine.