Giải pháp xanh từ vi sinh vật bản địa: Úc phát triển nhựa sinh học tự phân huỷ, hướng tới chấm dứt rác thải nhựa dùng một lần

Úc tiên phong phát triển nhựa sinh học phân hủy hoàn toàn trong đất và nước: Hy vọng mới thay thế bao bì nhựa dùng một lần. Trong bối cảnh khủng hoảng rác thải nhựa ngày càng trầm trọng, các nhà khoa học tại Úc đang hướng tới một giải pháp mang tính cách mạng: sử dụng vi sinh vật bản địa để tạo ra nhựa sinh học (bioplastic) – loại vật liệu có khả năng phân hủy tự nhiên hoàn toàn trong môi trường đất và nước. Sáng kiến này đặc biệt được chú trọng trong khuôn khổ chiến dịch Plastic Free July – chiến dịch toàn cầu nhằm giảm thiểu rác thải nhựa. Trung tâm Đổi mới Nhựa Sinh học (Bioplastics Innovation Hub – BIH), liên kết giữa Đại học Murdoch và tổ chức nghiên cứu khoa học quốc gia CSIRO, đang là đầu tàu trong nỗ lực này. Với sự kết hợp liên ngành giữa vi sinh học, di truyền phân tử, sinh học tổng hợp, kỹ thuật sinh hóa và công nghệ sản xuất tiên tiến, BIH hướng đến mục tiêu đầy tham vọng: phát triển những sản phẩm nhựa sinh học “vô hình” – nghĩa là tự biến mất theo thời gian mà không để lại bất kỳ dấu vết nào trong môi trường.

Bao bì nhựa dùng một lần – “tội đồ” của khủng hoảng môi trường. Bao bì nhựa dùng một lần, đặc biệt trong ngành thực phẩm, là một trong những nguyên nhân chính góp phần vào cuộc khủng hoảng rác thải nhựa toàn cầu. Một nghiên cứu năm 2021 chỉ ra rằng hơn 80% bao bì thực phẩm tại Úc kết thúc tại các bãi chôn lấp vì không thể tái chế tại hộ gia đình. Theo Giáo sư Daniel Murphy, Giám đốc BIH, ưu tiên hàng đầu hiện nay là phát triển các sản phẩm hoàn toàn có thể ủ phân cho ngành công nghiệp thực phẩm. "Hiện tại, một trong những nhu cầu cấp thiết từ phía doanh nghiệp là lớp lót phân hủy sinh học dành cho bao bì giấy hoặc bìa tái chế," ông cho biết. “Trên thị trường, một số loại bao bì đã có thể phân hủy, nhưng chỉ phù hợp với thực phẩm có lớp vỏ tự nhiên như trứng hoặc trái cây. Với các loại thực phẩm không có lớp bảo vệ tự nhiên, cần có lớp lót nhựa để đảm bảo vệ sinh. Nếu lớp lót đó được làm từ nhựa sinh học, nó sẽ đáp ứng yêu cầu an toàn thực phẩm, thân thiện với môi trường và không để lại hệ lụy về lâu dài.”

Giải pháp đến từ hệ sinh thái bản địa của Tây Úc. Điều đặc biệt là loại nhựa sinh học đầy triển vọng này được tạo ra nhờ các vi sinh vật bản địa tại Tây Úc (WA) – những sinh vật đã thích nghi với môi trường khắc nghiệt và có khả năng sản xuất các phân tử hữu cơ tích trữ trong điều kiện dư thừa dinh dưỡng. Các nhà khoa học thu nhận và tinh chế các phân tử này để tạo ra nguyên liệu nhựa sinh học. Harrison O’Sullivan, nghiên cứu sinh tiến sĩ và thành viên nhóm nghiên cứu BIH chia sẻ: “Chúng tôi đang làm việc với những loại vi khuẩn rất thú vị, được lấy trực tiếp từ tự nhiên – đúng nghĩa ‘sản phẩm của Úc’. Khi có điều kiện thuận lợi, các vi sinh vật này tích trữ năng lượng dưới dạng phân tử hữu cơ, và chúng tôi khai thác chính các phân tử này để sản xuất nhựa sinh học.” Lý do cấp bách phải thay thế nhựa truyền thống. Theo Giáo sư Murphy, nhu cầu cấp bách về nhựa thay thế bắt nguồn từ mối lo ngại về ảnh hưởng môi trường và sức khỏe con người. Một nghiên cứu mới đây của Đại học Murdoch cho thấy đất nông nghiệp tại Úc hiện chứa lượng vi nhựa cao gấp 23 lần so với đại dương. "Nhựa tổng hợp phân rã thành vi nhựa, và những hạt vi nhựa này có thể di chuyển qua nước, thức ăn, thậm chí qua cả khí quyển. Chúng ta cần một loại nhựa phân hủy sinh học thực sự, không để lại tác động tiêu cực đến môi trường. Nếu không, tình trạng tích tụ nhựa trong môi trường sẽ tiếp tục tồi tệ hơn – điều mà không ai muốn để lại cho thế hệ mai sau.” Hướng tới nền kinh tế tuần hoàn và không rác thải. Trong Kế hoạch Khoa học và Công nghệ 2025–2035 của Chính phủ bang Tây Úc, tái chế và kinh tế tuần hoàn là một trong những trọng tâm ưu tiên hàng đầu. Các mục tiêu bao gồm giải quyết các thách thức lớn như khử carbon, an ninh lương thực và suy giảm đa dạng sinh học thông qua nghiên cứu khoa học, tận dụng nguồn lực nội tại của địa phương. Tiến sĩ Sakshi Tiwari, chuyên gia vi sinh môi trường tại BIH, cho biết mục tiêu lâu dài là đưa nhựa sinh học vào từng hộ gia đình: “Chúng tôi hy vọng rằng nhựa sinh học và các vật liệu sinh học sẽ trở nên phổ biến trong đời sống hàng ngày. Đây là một kế hoạch dài hơi, nhưng chắc chắn là đích đến của chúng tôi.”

Từ những vi sinh vật nhỏ bé trong lòng đất Úc, các nhà khoa học đang ươm mầm cho một giải pháp lớn: loại nhựa có thể tự phân hủy trong môi trường tự nhiên, giúp chấm dứt kỷ nguyên nhựa dùng một lần. Nếu thành công, đây không chỉ là bước ngoặt công nghệ mà còn là bước tiến quan trọng trong hành trình hướng tới nền kinh tế tuần hoàn và hành tinh không rác thải.