Tận dụng lá dứa sản xuất vật liệu polymer: Ứng dụng "xanh" trong nông nghiệp

Lá dứa là bộ phận thường bị bỏ đi sau mỗi vụ thu hoạch. Số liệu thống kê cho thấy, mỗi năm, tổng lượng lá dứa bị bỏ đi ở Việt Nam khoảng 3 triệu tấn. Tuy nhiên, chỉ một phần rất nhỏ được xử lý bằng cách ủ làm phân bón, còn lại hầu hết được xử lý bằng cách đốt bỏ gây ảnh hưởng đến môi trường. Trong khi đó, xét về khía cạnh khoa học, lá dứa lại là nguồn cellulose đầy tiềm năng. Thậm chí, các nước phát triển còn trồng cỏ để sản xuất cellulose - một hợp chất quan trọng được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp như giấy, dệt may...

Nhằm tận dụng phế phụ phẩm lá dứa, góp phần giảm thiểu ô nhiễm môi trường, PGS.TS Văn Phạm Đan Thủy và các cộng sự của Trường ĐH Cần Thơ đã nghiên cứu và chế tạo thành công vật liệu polymer siêu hút nước. 

Lá dứa cứng và nhiều gai, thường bị bỏ đi sau mỗi vụ thu hoạch. (Ảnh: vgcloud.vn)

Theo PGS.TS Văn Phạm Đan Thủy, nghiên cứu polymer siêu hút nước không phải là chủ đề mới ở Việt Nam. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu và sản xuất vật liệu siêu hút nước ở trong nước cũng như trên thế giới không sử dụng cellulose từ các loại thực vật mà dùng các loại dẫn xuất của cellulose như carboxymethyl cellulose. Nguyên nhân là do cellulose tự nhiên rất khó hòa tan, dẫn đến không gắn kết được vào trong mạch polymer, ảnh hưởng đến hiệu suất tổng hợp. 

Sau nhiều thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đã tìm ra được công thức để tổng hợp polymer siêu hút nước từ lá dứa. Theo đó, nhóm sử dụng nguồn nguyên liệu thu thập ở Hậu Giang - một trong những vùng trồng dứa lớn nhất cả nước. Nguyên liệu lá dứa được xử lý bằng nước, NaOH và NaClO nhằm tách cellulose trước khi kết hợp với axit acrylic, chất khơi mào azobisisobutyronitrile (AIBN) và chất khâu mạng ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA). Đáng chú ý, nhằm hướng đến một quy trình “xanh”, nhóm nghiên cứu đã thêm bước xử lý lá dứa với nước để nguyên liệu bông tơi ra trước khi xử lý bằng NaOH. Nhờ đó, lượng NaOH cần dùng sẽ ít hơn trong khi hiệu quả mang lại cũng cao hơn. Đặc biệt, PGS.TS Văn Phạm Đan Thủy cũng cho biết, các dung dịch này có thể thu hồi và tái sử dụng sau quá trình sản xuất.

Các kết quả thử nghiệm cho thấy, vật liệu polymer do nhóm nghiên cứu Trường ĐH Cần Thơ chế tạo có thể hút được lượng nước cao gấp 1900 lần so với trọng lượng của chính nó và giữ được cấu trúc trong 20 ngày. Trong khi đó, vật liệu polymer siêu hút nước thông thường chỉ cần tồn tại trong 3-5 ngày, với khả năng hút nước từ 500-800 lần đã được coi là đạt.

Như vậy, việc nghiên cứu thành công vật liệu polymer không chỉ giúp giải quyết nguồn phụ phẩm lá dứa, giảm thiểu tác động đến môi trường mà còn có thể giúp người trồng dứa nâng cao thu nhập. Được biết, nhóm nghiên cứu đang hướng đến thương mại hóa vật liệu polymer siêu hút nước nhằm đem lại sản phẩm thực sự hữu ích trong thực tế và nâng cao giá trị cho lá dứa.

Bích Phương