Kể từ những năm 1930 khi thuật ngữ Ni lông được sử dụng để mô tả các loại sợi được làm từ hai loại polyamit, vật liệu này đã dần dần đi vào cuộc sống của chúng ta theo nhiều cách. Nhẹ nhưng chắc chắn khiến nó trở thành “ứng cử viên lý tưởng” cho mọi thứ, từ các bộ phận động cơ và máy móc cho đến áo gió, dây thừng, thậm chí cả cơ bắp nhân tạo. 

Nhưng việc sản xuất ni lông đơn giản là không tốt cho môi trường, bởi quá trình chiết xuất hóa học tạo ra ni lông bắt đầu với một chất thải từ các nhà máy lọc dầu gọi là phenol. Chất này chịu nhiệt độ và áp suất cao từ khí hydro để tạo ra cyclohexanol đầu tiên và sau đó là axit adipic, một chất hóa học chiếm khoảng 50% cấu trúc của ni lông. Quy trình sử dụng nhiều năng lượng này giải phóng khoảng 10% lượng oxit nitơ của thế giới, một loại khí nhà kính có tác động đến sự nóng lên toàn cầu lớn gấp 265 lần so với carbon dioxide.

Sản xuất ni lông toàn cầu dự kiến ​​sẽ được thúc đẩy bởi ngành công nghiệp ô tô với mức tăng trưởng 6,4% so với cùng kỳ năm ngoái. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Leipzig ở Đức đã bắt đầu tìm cách làm cho việc sản xuất vật liệu này trở nên thân thiện với môi trường hơn. Đầu tiên, họ tập trung vào cách khác để lấy axit adipic từ phenol. Họ đã thành công bằng cách đưa một dòng điện vào quá trình chuyển đổi phenol thành cyclohexanol.

 Sợi ni lông có nhiều ứng dụng nhưng các phương pháp sản xuất hiện tại (trong hình) tạo ra khí nhà kính có hại.

Đồng tác giả nghiên cứu Falk Harnisch cho biết: “Sự biến đổi hóa học đằng sau nó cũng giống như trong các quy trình đã được thiết lập. Tuy nhiên, quá trình tổng hợp điện hóa thay thế khí hydro bằng năng lượng điện diễn ra trong dung dịch nước và chỉ cần áp suất và nhiệt độ xung quanh".

Để đi đến bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã sử dụng quy trình được xác nhận trong một nghiên cứu trước đó, trong đó một loại vi khuẩn có tên là Pseudomonas taiwanensis đã chuyển hóa cyclohexanol thành axit adipic.

Cuối cùng, để làm sạch quy trình hơn nữa, các nhà nghiên cứu thử nghiệm thu được phenol từ lignin, một sản phẩm phụ của ngành công nghiệp gỗ đã được coi là chất thay thế nhựa, cơ sở cho ống hút uống tốt hơn và vật liệu xanh hơn để in 3D. Sử dụng quy trình điện hóa của mình, họ đã thành công trong việc chuyển đổi lignin hoàn toàn thành axit adipic. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cảm thấy rằng năng suất 57% cho quy trình 22 giờ cần phải được cải thiện đáng kể trước khi có thể sử dụng nó thay thế cho phenol.

Ông Farnish cho biết: “Mục tiêu của chúng tôi là làm cho toàn bộ dây chuyền sản xuất ni lông trở nên thân thiện với môi trường. Điều này có thể thực hiện được nếu chúng ta tiếp cận chất thải sinh học làm nguyên liệu và làm cho quá trình tổng hợp trở nên bền vững".

 An Hạ