Gỗ trong suốt có thể được sử dụng thay thế nhựa trong nhiều lĩnh vực. Ảnh: Anish M. Chathoth.
Được công bố trên tạp chí Science of The Total Environment, nghiên cứu cho biết gỗ trong suốt ít gây hại đến môi trường với đặc tính tái tạo và phân hủy sinh học. Đồng thời, nó cũng có thể góp phần giảm chi phí năng lượng.
Theo Chương trình Môi trường Liên Hợp Quốc (UNEP), thế giới thải ra khoảng 400 triệu tấn rác thải nhựa hàng năm, đa số là nhựa dùng một lần. Các quốc gia đang đạt nhiều bước tiến trong việc giảm thiểu loại rác thải này, ví dụ như túi nylon và ống hút. Tuy nhiên, có những vật dụng vẫn cần các đặc điểm của nhựa.
Gỗ trong suốt là một giải pháp thay thế và được ưa chuộng vì hạn chế được tác hại của những sản phẩm nhựa có nguồn gốc từ dầu mỏ.
Prodyut Dhar – tác giả nghiên cứu, trợ lý giáo sư tại Trường Kỹ thuật Hóa sinh thuộc Viện Công nghệ Ấn Độ (IIT) – cho biết: "Gỗ trong suốt là một vật liệu có thể thay thế các loại nhựa gây hại cho môi trường từ dầu mỏ như polypropylene, polyvinyl clorua (PVC), acrylic, polyethylene,...".
Gỗ trong suốt được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1992 bởi Nhà khoa học người Đức Siegfried Fink. Trong 3 thập kỷ qua, các nhà nghiên cứu đã cải tiến đáng kể vật liệu này bằng cách loại bỏ hàm lượng lignin trong gỗ.
Ở dạng tự nhiên, gỗ có màu đục. Tuy nhiên, các nhà khoa học phát hiện, việc loại bỏ lignin – một chất tạo màng sinh học tự nhiên hỗ trợ cấu trúc mô thực vật – có thể khiến gỗ trở nên trong suốt. Để làm như vậy, gỗ được ngâm trong một dung dịch ấm gồm nhiều hóa chất như natri hydroxide, natri sulfite và natri hypochlorite, sau đó đun sôi trong dung dịch hydro peroxide.
Quá trình này sẽ loại bỏ hoàn toàn lignin và khiến gỗ chuyển sang màu trắng. Tuy nhiên, không gian đã bị chiếm bởi lignin cần được lấp đầy để giữ được tính toàn vẹn của cấu trúc. Quá trình này gọi là thẩm thấu, được thực hiện bằng cách sử dụng một loại nhựa như epoxy hay Poly methyl methacrylate (PMMA) với mức nhiệt 85 độ C.
Sản phẩm cuối cùng có thể đạt độ trong suốt cao (lên tới 90%) và có đặc tính chống vỡ vụn. Quan trọng hơn, nó dễ phân hủy sinh học hơn thủy tinh hay nhựa. Mặc dù chưa được thương mại hóa nhưng gỗ trong suốt đã được triển khai trong nhiều lĩnh vực khác nhau.
Anish M. Chathoth, trợ lý giáo sư tại Cao đẳng Lâm nghiệp của Đại học Nông nghiệp Kerala (Ấn Độ), cho biết: "Thời gian gần đây, gỗ trong suốt đã được sử dụng trong xây dựng, tích trữ năng lượng, sản xuất đồ điện tử và đóng gói bao bì".
Các nhà nghiên cứu tại IIT đã tiến hành phân tích vòng đời (LCA) của gỗ trong suốt nhằm xác định tác động của quá trình sản xuất và chu kỳ cuối đời (EOL) đến môi trường. Nghiên cứu cho thấy sử dụng hydrogen peroxide khử lignin, sau đó sử dụng epoxy để thẩm thấu, là thân thiện với môi trường nhất.
Theo các nhà nghiên cứu, phương pháp này có "khả năng giảm 24% nguy cơ nóng lên toàn cầu" và "giảm 15% sự axit hóa đất" so với phương pháp dùng natri clorite khử lignin và PMMA thẩm thấu. Ngoài ra, khi mở rộng quy mô áp dụng cho sản xuất công nghiệp, phương pháp mới sẽ giảm mức tiêu thụ điện tới 98,8%.
Phân tích EOL cũng cho thấy gỗ trong suốt làm giảm tác động sinh thái xuống khoảng 107 lần so với polyethylene, mở đường cho việc áp dụng thương mại thay thế vật liệu làm từ dầu mỏ.