Do tác động của nhựa làm từ dầu mỏ được cho là ngày càng gây bất lợi cho hệ sinh thái xung quanh, nhựa sinh học được coi là vật liệu thay thế thân thiện với môi trường. Bài viết này sẽ tìm hiểu về nhựa sinh học biến đổi gen là gì, những ưu điểm và nhược điểm cũng việc nâng cao nghiên cứu về loại nhựa sinh học này.
1. Tìm hiểu về biến đổi gen trong nhựa sinh học
GMO (Genetically Modified Organism) là viết tắt của sinh vật biến đổi gen và nó dùng để chỉ một sinh vật có DNA đã bị biến đổi gen. Trước đây, động vật, thực vật và vi sinh vật đã được biến đổi gen thông qua công nghệ DNA tái tổ hợp.
Biến đổi gen trong nhựa sinh học liên quan đến việc sửa đổi các vi sinh vật hoặc thực vật được sử dụng để tổng hợp nhựa sinh học nhất định. Điều này có thể được thực hiện thông qua sửa đổi di truyền các gen mã hóa các polyme sinh học mong muốn, làm tăng năng suất và hiệu quả của quá trình này đồng thời bổ sung thêm các đặc tính mới.
Đọc thêm: Các loại nhựa sinh học khác nhau được sản xuất như thế nào?
Nhựa sinh học biến đổi gen được sản xuất bởi các sinh vật biến đổi gen như vi khuẩn hoặc nấm men.
2. Lợi ích của nhựa sinh học biến đổi gen
2.1. Cải thiện khả năng phân hủy sinh học
Các công nghệ sinh học hiện đại cho phép sửa đổi các gen của vi khuẩn có khả năng trong quá trình phân hủy polyme sinh học. Bằng cách tăng cường tổng hợp các enzyme chủ chốt hoặc tạo ra các điều kiện mới cho phép phân hủy polyme, tốc độ phân hủy của các vật liệu này trong đất, phân trộn hoặc môi trường biển có thể được tăng lên. Điều này đặc biệt quan trọng trong việc giảm tác động môi trường của chất thải nhựa sinh học.
Bằng các công nghệ này, nhựa sinh học biến đổi gen có thể có thời gian phân hủy ngắn hơn lên đến vài tuần hoặc vài tháng thay vì nhiều năm như nhựa thông thường. Với mục tiêu làm cho nhựa sinh học dễ phân hủy sinh học hơn thông qua kỹ thuật biến đổi gen, mô hình sử dụng tài nguyên bền vững khép kín hơn đang được chú ý đến.
Nhựa sinh học biến đổi gen có thể đạt được thời gian phân hủy nhanh hơn, thường được tính bằng tuần hoặc tháng thay vì bằng năm.
2.2. Nâng cao tính chất vật liệu
Một ưu điểm quan trọng khác của việc áp dụng kỹ thuật biến đổi gen trong sản xuất nhựa sinh học là tính linh hoạt trong việc thiết kế các đặc tính phù hợp của vật liệu với lĩnh vực ứng dụng cụ thể.
Thông qua kỹ thuật biến đổi gen của các vi sinh vật, chúng ta có thể kiểm soát các tính chất liên quan khác như độ bền kéo, tính linh hoạt, chống chịu, màu sắc và độ trong suốt. Mức độ chính xác này tạo cơ hội cho các nhà sản xuất tạo ra nhựa sinh học có thể đáp ứng hoặc vượt qua nhựa làm từ dầu mỏ truyền thống trong các lĩnh vực bao gồm bao bì, hàng tiêu dùng, nông nghiệp và xây dựng.
Hiệu suất cải thiện của nhựa sinh học biến đổi gen đã khuyến khích việc sử dụng nhiều nhựa sinh học hơn và ít sử dụng nhựa có nguồn gốc từ hóa thạch. Kỹ thuật biến đổi gen trong nhựa sinh học đã mở ra nhiều cơ hội trong lĩnh vực khoa học vật liệu, thúc đẩy việc tạo ra các loại nhựa cao cấp, đa chức năng và thân thiện với môi trường.
2.3. Giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch
Ưu điểm của nhựa sinh học biến đổi gen là chúng có thể giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu hóa thạch khan hiếm và không thân thiện với môi trường. Kỹ thuật biến đổi gen có thể gia tăng năng suất sinh khối tính theo héc ta đất hoặc lượng nước cần thiết cho sản xuất bằng cách nâng cao hiệu quả và năng suất của nguyên liệu thô từ thực vật. Điều này giúp giảm tổng thể các nguồn tài nguyên cần thiết và lượng khí thải carbon khi sản xuất nhựa sinh học.
Khi các công nghệ này phát triển hơn nữa, khoảng cách về khả năng tái tạo giữa nhựa sinh học và nhựa làm từ hóa thạch sẽ ngày càng mở rộng, khiến việc chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn dựa trên sinh học càng trở nên đáng mong đợi hơn. Việc giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch là một trong những lợi ích của nhựa sinh học biến đổi gen, và điều này sẽ giúp thế giới xanh hơn.
Lợi ích của nhựa sinh học biến đổi gen là làm giảm sự phụ thuộc của chúng ta vào nguồn nhiên liệu hóa thạch hữu hạn và gây ô nhiễm.
2.4. Tăng hiệu quả sản xuất
Cần phải biến đổi gen các chủng vi sinh vật liên quan đến sản xuất nhựa sinh học để tăng quy mô và lợi nhuận của các sản phẩm này. Các nhà khoa học có thể cải thiện quá trình trao đổi chất của vi sinh vật và thu được lượng polyme nhựa sinh học cao hơn, tăng tốc độ sản xuất và làm cho quá trình này bền hơn. Điều này làm cho chi phí sản xuất của chúng tương đối thấp hơn so với nhựa truyền thống, do đó khiến chúng trở nên lý tưởng hơn.
Hiệu quả sản xuất nhựa sinh học cao hơn khi tiêu thụ ít tài nguyên hơn và có những tác động tích cực khác đến môi trường. Do đó, với sự phát triển của các kỹ thuật tối ưu hóa này, nhựa sinh học có nguồn gốc từ polyme sinh học biến đổi gen sẽ phù hợp hơn với nhiều ứng dụng nhằm thúc đẩy quá trình chuyển đổi sang nền kinh tế tuần hoàn và bền vững.
3. Mối quan ngại về nhựa sinh học biến đổi gen
3.1. Tác động môi trường
Một số vấn đề là khả năng thải các sinh vật biến đổi gen vào môi trường, làm xáo trộn môi trường tự nhiên và gây ra những hậu quả không thể kiểm soát được. Do đó, những tác động tiêu cực đến môi trường này sẽ đòi hỏi các biện pháp ngăn chặn hiệu quả và đánh giá rủi ro để đưa ra một kế hoạch toàn diện.
Nhựa sinh học biến đổi gen được tranh luận về việc chúng sẽ ảnh hưởng đến hệ sinh thái như thế nào.
3.2. Kháng kháng sinh
Một số người cho rằng nhựa sinh học biến đổi gen có thể dẫn đến sự xuất hiện của vi khuẩn kháng kháng sinh, ảnh hưởng xấu đến hiệu quả của một số phương pháp điều trị y tế quan trọng. Những vật liệu này sẽ yêu cầu kiểm tra cũng như quy định nghiêm ngặt để ngăn chặn sự gia tăng vấn đề sức khỏe cộng đồng về tình trạng kháng kháng sinh.
3.3. Rủi ro an toàn
Rủi ro có thể phát sinh từ sự phát triển của nhựa sinh học. Do đó, việc sử dụng và sản xuất nhựa sinh học biến đổi gen sau đó sẽ phải được giám sát và quản lý chặt chẽ. Đánh giá rủi ro nghiêm trọng, các rào cản và đánh giá an toàn trong tương lai sẽ hữu ích trong trường hợp này để đạt được cách tiếp cận phù hợp đối với toàn cầu. Các tổ chức chính phủ và phi chính phủ cần yêu cầu tuân theo các quy tắc để đảm bảo an toàn và quản lý rủi ro.
4. Nghiên cứu và phát triển hiện nay về nhựa sinh học biến đổi gen
Việc tìm cách cải thiện nhựa sinh học với sự trợ giúp của kỹ thuật biến đổi gen ngày càng được quan tâm. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng thay đổi phương pháp mà vi sinh vật phân hủy nhựa sinh học để tăng cường khả năng phân hủy sinh học. Mục đích của nó là nâng cao khả năng sản xuất enzyme và vi khuẩn có khả năng phân hủy chuỗi polymer một cách nhanh hơn trong môi trường tự nhiên.
Mục tiêu cải thiện các đặc tính vật lý của nhựa sinh học cũng đang là một lĩnh vực nghiên cứu khác. Theo đó, cấu trúc phân tử và thành phần của những vật liệu này sẽ được thay đổi bằng kỹ thuật di truyền để tăng cường các ứng dụng cơ học, chống chịu và thẩm mỹ của chúng.
Ngoài ra, bằng cách sửa đổi quá trình trao đổi chất và tăng khả năng chống chịu với môi trường xung quanh của vi sinh vật, các nhà khoa học cũng đang tạo ra chủng loại vi sinh có khả năng đem lại hiệu quả, năng suất cao và tiết kiệm chi phí hơn cho quá trình sản xuất nhựa sinh học.
Hơn nữa, kỹ thuật di truyền cũng đang được sử dụng để cải thiện cơ sở nguyên liệu cho nhựa sinh học ngoài các nguyên liệu thông thường. Các nhà nghiên cứu cũng đang phát triển các quy trình mới để tăng năng suất cây trồng như ngô, mía và phế thải nông nghiệp, nhằm sử dụng làm nguyên liệu thô. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu và đánh giá đang được tiến hành để tạo ra các cơ chế cách ly thích hợp, phân tích tác động lên môi trường bên ngoài và sử dụng nhựa sinh học biến đổi gen một cách an toàn.
Nhiều nhà nghiên cứu quan tâm đến việc tối ưu hóa nhựa sinh học thông qua chỉnh sửa gen.
5. Lời kết
Nhựa sinh học biến đổi gen là một lĩnh vực tiên tiến về mặt công nghệ, nó đã mang lại nhiều lợi ích nhưng phải được xử lý cẩn thận. Do đó, bằng cách cân bằng giữa rủi ro và lợi ích, các nhà nghiên cứu đang cố gắng phát triển một thế hệ nhựa sinh học hiệu suất cao và an toàn với môi trường, đồng thời có thể thay thế các polyme truyền thống.
6. Về EuroPlas
EuroPlas là nhà cung cấp đáng tin cậy cho các doanh nghiệp trên toàn thế giới, cung cấp nhiều loại nguyên liệu nhựa, bao gồm cả nhựa sinh học thân thiện với môi trường.
Tại EuroPlas, chúng tôi tự hào cung cấp nhựa sinh học BiONext, loại nhựa không chỉ có đặc tính cơ học và thẩm mỹ ấn tượng mà còn trải qua quy trình sản xuất được kiểm soát tỉ mỉ để đảm bảo đáp ứng mọi yêu cầu. Các tính chất chính của BiONext như sau:
- Dễ dàng phân hủy sinh học trong vòng 12 tháng sau khi sử dụng
- Cơ tính nổi bật
- Đầy đủ tính năng của thành phẩm cuối trong một nguyên liệu duy nhất
- Thiết kế chuyên biệt dựa trên đặc thù của thành phẩm
Liên hệ với chúng tôi ngay để biết thêm chi tiết và được tư vấn.