Theo công trình nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí ACS Central Science, hằng năm, có tới 380 triệu tấn nhựa được tạo ra hàng năm trên toàn thế giới. Với tốc độ phát triển của thị trường nhựa hiện nay, nhiều nhà phân tích dự đoán sản lượng nhựa có thể tăng gấp 4 lần vào năm 2050.
Rác thải nhựa hoàn toàn có thể được tái chế thành các dạng vật liệu, nguyên liệu, sản phẩm có ích như: Dầu động cơ, chất bôi trơn, chất tẩy rửa và thậm chí cả mỹ phẩm. Ảnh minh họa
Trong đó, có tới hơn 75% các vật liệu nhựa này bị vứt bỏ sau một lần sử dụng. Một số lượng không nhỏ rác thải nhựa xâm nhập vào đại dương, sông, ngòi gây hại cho động vật hoang dã và lây lan độc tố.
Còn khi ở trong tự nhiên hoặc trong các bãi chôn lấp, rác thải nhựa thậm chí cũng không bị phá hủy, bởi vì trong phân tử của chúng có liên kết rất mạnh giữa các nguyên tử carbon. Thay vì phân hủy hay biến mất, chúng vỡ thành các hạt nhỏ hơn (còn gọi là microplastic).
Để giải quyết vấn nạn rác thải nhựa, một nhóm các nhà khoa học Mỹ ở Phòng thí nghiệm Northwestern, Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne và Phòng thí nghiệm Ames đã tạo ra một chất xúc tác bao gồm các hạt nano bạch kim có kích thước chỉ 2 nanomet, lắng đọng trên các ống nano perovskite với chiều dài cạnh 50-60nm. Các nhà khoa học đã chọn perovskite SrTiO3 vì nó ổn định ở nhiệt độ và áp suất cao, đồng thời là một vật liệu đặc biệt tốt để chuyển đổi năng lượng.
Để phủ các hạt nano cho các ống nano, nhóm nghiên cứu đã sử dụng phương pháp lắng đọng lớp nguyên tử được phát triển tại Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne, cho phép kiểm soát chính xác sự di chuyển của các hạt nano lên bề mặt cần thiết.
Ở áp suất và nhiệt độ vừa phải, chất xúc tác phá vỡ liên kết giữa các nguyên tử carbon trong nhựa. Điều này cho phép thu được các chất lỏng với độ tinh khiết cao. Bằng cách này, các nhà khoa học Mỹ đã chứng minh rằng từ nhựa có thể sản xuất dầu động cơ, chất bôi trơn, sáp hoặc chất tẩy rửa và mỹ phẩm.
Trước đó, các nhà khoa học thuộc miền trung nước Nga đã nghiên cứu và đưa vào ứng dụng công nghệ tái chế nhựa cho phép biến rác nhựa thành nguyên liệu đầu vào để thu hồi xăng, dầu và than bán cốc.
Giải pháp cốt lõi của phương pháp này là công nghệ nhiệt phân trong môi trường yếm khí. Khi đó rác nhựa được đốt nóng lên đến nhiệt độ cao nhất định, các kết cấu nhựa bị phân rã chuyển thành dạng khí. Khí này được làm lạnh ngưng tụ thành chất lỏng dầu, sau đó thu được xăng dầu theo yêu cầu. Các thành phần chất rắn được kết tinh lại trong quá trình nhiệt phân là than chất lượng cao gọi là than bán cốc.
