Từ loài gây hại, các nhà khoa học đang có ý định dùng cua xanh để làm nhựa sinh học

Loài cua xanh vốn là một loài xâm lược đang xâm chiếm hệ sinh thái trải dài từ Nova Scotia (Canada) đến California (Mỹ), nhưng các nhà khoa học vừa tìm được một lợi ích bất ngờ từ loài vật có hại này, đó chính là nguồn nguyên liệu để làm nhựa phân huỷ sinh học.

Các nhà khoa học từ Canada có kế hoạch nghiền nát vỏ cua, làm sạch và chiết xuất chitin polymer siêu mạnh. Chitin, được tìm thấy trong vỏ giáp xác và côn trùng, có thể được sử dụng để tạo ra một loại nhựa sinh học tự thoái hóa. Dự án này như “một mũi tên giết hai con nhạn": giảm số lượng các loài xâm lấn và tạo ra một sự thay thế cho nhựa.

Nhà hóa học Audrey Moore của Đại học McGill đang điều hành dự án này, hợp tác với Công viên quốc gia Kejimkujik của Nova Scotia để chế tạo cốc và các loại dụng cụ nhựa từ bầy cua xanh. 

“Hợp tác với Kejimkujik là một thách thức lớn”, ông Moore Moore nói. “Chúng tôi phải ra khỏi phòng thí nghiệm và vào thế giới thực để xem điều này có thực sự hiệu quả không.”

Đây không phải là lần đầu tiên một điều như thế này đã được đề xuất. Các phòng thí nghiệm từ Scotland đến California đang thực hiện các dự án tương tự, tất cả đều hy vọng khai thác chitin để làm nhựa. Tuy nhiên, đi từ vỏ cua đến dao nĩa là một nhiệm vụ không hề đơn giản. 

Trong nhiều phòng thí nghiệm, các nhà khoa học sử dụng các hóa chất độc hại như axit hydrochloric để tinh chế chitin, sau đó thêm nhiều hóa chất để biến chitin thành chitosan, nguyên liệu có thể được sử dụng để sản xuất nhựa. Mặc dù sạch hơn so với sản xuất nhựa từ các sản phẩm dầu mỏ, quá trình này tạo ra rất nhiều nước thải bị ô nhiễm không tốt cho môi trường.

Phòng thí nghiệm của Moore chuyên về hóa học xanh và đang thử một cách tiếp cận mới. Thay vì hòa tan vỏ cua trong axit, Moore trộn lớp vỏ nghiền nát với một loại bột khác, cần ít nước hơn và tạo ra chất thải ít hơn nhiều. Kết quả nghiên cứu này đã được công bố trên Green Chemistry vào tháng 3 năm 2019.

“Khi nghĩ về hóa học, bạn thường nghĩ về việc trộn chất lỏng. Nhưng chúng tôi nhận ra rằng bạn có thể làm rất nhiều phản ứng hóa học tốt trong giai đoạn rắn”.

Tất nhiên, đây vẫn chỉ là khởi đầu. Moore phải kiểm tra để đảm bảo rằng loại nhựa mới này thực sự có thể phân huỷ trong môi trường tự nhiên. Cô cũng muốn mở rộng quy mô sản xuất, sẽ cần nhiều cua hơn. May mắn thay, không thiếu cua xanh và các nhà bảo tồn trên khắp Canada muốn chúng biến mất. Lô cua đầu tiên sẽ được chuyển đến McGill vào mùa xuân này. Cuối cùng, Moore hy vọng sẽ xây dựng một cơ sở nhỏ để nghiền nát cua tại chỗ, giúp việc vận chuyển số lượng cao trở lại phòng thí nghiệm của cô dễ dàng hơn.

Ở Kejimkujik, cua xanh đã làm suy giảm quần thể cỏ lươn (eelgrass) và ngao từ những năm 1980. Cỏ có vẻ như là một mục tiêu bảo tồn không quan trọng, nhưng hệ sinh thái cỏ biển là một trong những hệ sinh thái đa dạng nhất trên thế giới. Cỏ lươn giúp ổn định, di chuyển trầm tích của đáy đại dương và cung cấp oxy, môi trường sống cho nhiều sinh vật biển, bao gồm cả cá con. Chúng là nơi kiếm ăn quan trọng của nhiều loài chim di cư và cung cấp bề mặt cho tảo phát triển.

Không chỉ vậy, cua xanh còn phá hoại bất cứ nơi nào chúng đi qua. Quần thể của chúng bùng nổ, vượt trội hoặc sẽ ăn động vật không xương sống bản địa. Khi biến đổi khí hậu làm ấm vùng biển của chúng ta, các loài xâm lấn như cua xanh đang trở nên phổ biến hơn, xâm nhập vào nhiều hệ sinh thái hơn.

Điều này làm nghiêm trọng hơn cho một vấn đề nghiêm trọng khác: cứ sau một phút, chúng ta lại đổ một chiếc xe chở nhựa rác vào đại dương. Thứ nhựa đó bị vướng vào ruột của chim biển và rùa, quấn quanh cổ cá heo, hay khiến những đàn cá nghẹt thở. Hơn nữa, nhựa các hóa chất độc hại có thể gây độc cho nhiều sinh vật biển.

Nhựa sinh học từ lâu đã được quảng cáo là một giải pháp tiềm năng cho cuộc khủng hoảng này, nhưng phòng thí nghiệm Moore đưa khoa học tiến một bước gần hơn với thực tế, chứng minh rằng chúng ta có thể tạo ra nhựa theo cách sạch hơn, xanh hơn.

Tham khảo: Motherboard