Làm thế nào để những giọt dầu gội cuối cùng đi ra khỏi chai nhựa?

Một nhà khoa học sẽ trở thành vĩ đại nếu ông ta giải quyết được vấn đề nóng lên toàn cầu hay chữa khỏi bệnh ung thư. Nhưng có lẽ đa số chúng ta sẽ đồng ý trao một "giải thưởng Nobel" nữa, cho ai có thể khiến những giọt dầu gội đầu cuối cùng đi ra khỏi chai nhựa.

Không nói quá đâu, hàng tỷ chai nhựa đang bị ném vào sọt rác với dầu gội còn sót lại. Đó là mối quan tâm lớn đối với các công ty sản xuất mặt hàng này. Không chỉ dừng lại ở chuyện chúng ta đang lãng phí, dầu gội sót lại trong chai cản trở hoạt động tái chế. Vì vậy, trên quy mô lớn, đó cũng là một vấn đề môi trường.

Một chai dầu gội sắp hết, bên trong nó chẳng có vẻ gì là sắp hết cả

Tin vui là có vẻ như chúng ta đã tìm ra ứng viên cho “giải Nobel” này. Đó là Bharat Bhushan, một giáo sư đến từ Đại học Ohio Hoa Kỳ. Mới đây, ông công bố một bài báo khoa học trên tạp chí Philosophical Transactions of the Royal Society A. Trong đó, Bhushan chỉ cho các nhà sản xuất dầu gội cách phun lót chai nhựa bằng một lớp vật liệu silic. Điều này tạo nên một lớp túi khí cho những giọt dầu gội cuối cùng có thể trượt dễ dàng ra ngoài.

Nghe chừng ý tưởng này không phải mới. Bạn có thể đã thấy ở đâu đó một quảng cáo tương tự với những chai nước sốt hoặc tương ớt. Nhưng Bhushan nói rằng đó chỉ là "những điềutầm thường”. Nhiều lớp phủ có thể đẩy mọi loại chất lỏng ra khỏi chai, nhưng sẽ thất bại với xà bông và dầu gội. Công việc này khó khăn hơn nhiều, và đó là lí do cho đến nay bạn vẫn phải vật lộn với những chai dầu gội sắp hết.

Những giọt dầu gội đầu còn "ngoan cố" hơn cả tương ớt

Xà phòng và dầu gội thực ra là những chất hoạt động bề mặt. Và khi nhìn vào cấu trúc của chúng, bạn sẽ biết tại sao một chai dầu gội sắp hết luôn khiến bạn khó chịu. Những giọt dầu gội cuối cùng không bao giờ chịu “ló mặt ra ngoài” cho dù bạn có bóp, vẩy hoặc gõ vào thành chai.

Lí do bởi chất hoạt động bề mặt là những phân tử có hai đầu: Đầu ưa nước của chúng sẽ luôn quay về phía có nước, đầu kị nước thì ngược lại, sẽ bám dính vào các bề mặt không phải nước. Lấy ví dụ, khi bạn gội đầu, các phân tử sẽ quay tất cả các đầu kị nước của nó bám dính vào chất nhờn, bụi bẩn có trên da đầu. Khi xả nước, đầu ưa nước sẽ bị hút theo dòng nước và chúng mang theo những chất bẩn này.

Chất hoạt động bề mặt trong dầu gội làm việc

Tất cả các loại xà phòng cấu tạo từ chất hoạt động bề mặt đều có nguyên lý làm việc tương tự. Và vì phía bên trong chai chỉ toàn là chất hoạt động bề mặt mà không hề có nước, chúng sẽ bám rất chặt vào thành chai nhựa. Dù có cố gắng đến mấy bạn cũng sẽ phải bỏ cuộc.

“Chúng ta đều phải chiến đấu với những chai dầu gội ở nhà”, Bhushan nói. “Tôi cũng có một vài chai sắp hết trong phòng tắm ngay lúc này. Để nỗ lực lấy ra những giọt cuối cùng, tôi đã phải đặt ngược nó lên. Vợ tôi thì cho thêm chút nước vào và cuộc chiến kéo dài thêm được một chút. Nhưng sau đó chúng tôi vẫn phải bỏ cuộc và vứt chúng đi”.

Tuy nhiên, không chịu thua một cách dễ dàng, giờ đây Bhushan đã phát minh ra một cách khiến cho những giọt dầu gội "ngoan cố" nhất cũng phải nghe lời. Ông và đồng nghiệp đã phun tráng lên bề mặt nhựa polypropylene (PP) một lớp dung môi chứa hạt nano silica. Nhựa PP sau đó sẽ mềm ra một chút, trước khi tái cứng với các hạt nano được gắn trên bề mặt.

Những tinh thể nano silica này sẽ khiến dầu gội không thể bám vào thành chai nhựa

Trên kính hiển vi điện tử, bạn sẽ nhìn thấy những tinh thể nano silica trông giống như những trái tim xù xì. Nó chỉ nhô cao lên khỏi bề mặt nhựa vài micromet (một phần triệu 1 mét) nhưng có độ cứng tương đương thủy tinh. Chính những nhánh hình chữ “Y” này sẽ tạo ra một hàng rào “gươm giáo” khiến nước, dầu và thậm chí là chất hoạt động bề mặt không thể chạm và bám vào thành nhựa.

“Bạn cuối cùng tạo ra các túi khí ở bên dưới. Và đó là nguyên nhân khiến cho mọi chất lỏng không thấm được xuống”, kỹ sư Philip Brown một trong những đồng nghiệp của Bhushan nói. Thay vì bám dài suốt mặt trong của chai nhựa, dầu gội đầu sẽ phải cuộn tròn lại rồi trôi ra ngoài.

Với một bề mặt thế này, dầu gội sẽ không thể bám lại

Về tính ứng dụng, phát minh này đặc biệt hữu ích trong bối cảnh mỗi năm có tới gần 23.000 tấn nhựa PP tái chế ở Mỹ. Tuy nhiên trước khi quay trở lại từ thùng rác và trở thành những đồ vật hữu ích, nhựa cần được làm sạch. Mà chúng ta thì có bao giờ rửa những chai dầu gội, hộp sữa chua, lọ nước sốt hay ly đựng đồ uống ở các cửa hàng. Tất cả chúng đều được làm từ nhựa PP và đều kết thúc trong sọt rác với các chất lỏng còn sót lại.

Bây giờ, ngoài việc nhắm đến các sản phẩm nhựa PP, các nhà khoa học hi vọng phát minh của họ còn có ích với các loại nhựa khác. Không chỉ có các chai dầu gội cần làm sạch, nhiều thiết bị y sinh như kim tiêm, ống truyền, ống thông cũng cần có tính chất tương tự. Trong trường hợp này, chống bám dính và tắc nghẽn nhiều khi là một vấn đề liên quan đến tính mạng. Sau tất cả, một phát minh có vẻ đơn giản thế này, dẫu không đoạt được một giải Nobel thật sự, cũng vô cùng hữu ích.

Tham khảo Iflscience, Engineering