Chất tẩy rửa thân thiện môi trường

Một phân tử xà phòng mới đã được phát minh bởi các nhà khoa học. Các phân tử được tạo thành từ các nguồn tái chế có thể làm giảm đáng kể lượng hóa chất trong các sản phẩm tẩy rửa và tác động tiêu cực của chúng đối với môi trường.

Các phân tử xà phòng OFS làm từ các nguồn tái chế có thể làm giảm đáng kể số lượng các hóa chất trong các sản phẩm làm sạch và tác động của chúng đối với môi trường.

Credit: Paul J. Dauenhauer, Đại học Minnesota

Một nhóm các nhà nghiên cứu, dẫn đầu bởi trường Đại học Minnesota, đã phát minh ra một phân tử xà phòng mới được làm từ các nguồn tái chế có thể làm giảm đáng kể số lượng các hóa chất trong sản phẩm tẩy rửa và tác động của chúng đối với môi trường.

Các phân tử xà phòng cũng làm việc tốt hơn so với một số loại xà phòng thông thường trong điều kiện khó khăn như nước lạnh và nước cứng. Công nghệ này đã được cấp bằng sáng chế của Đại học Minnesota.

Các nghiên cứu sẽ công bố trong American Chemical Society, một tạp chí hàng đầu trong các ngành khoa học và hóa học của Mỹ. Tác giả của nghiên cứu bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Minnesota, Đại học Delaware, Đại học Massachusetts Amherst, Sironix Renewables, Trung tâm Nghiên cứu Năng lượng mới của Mỹ và Phòng thí nghiệm quốc gia Argonne.

"Nhóm chúng tôi đã tạo ra một phân tử xà phòng được làm từ các sản phẩm tự nhiên, như đậu nành, dừa và ngô. Đó là chất liệu làm việc tốt hơn so với xà phòng thông thường và tốt hơn cho môi trường", Paul Dauenhauer, giáo sư kỹ thuật hóa học và khoa học vật liệu, đại học Minnesota  và một đồng tác giả của nghiên cứu. "Nghiên cứu này có thể có một tác động lớn tới hàng tỉ đô la ngành công nghiệp về sản phẩm làm sạch"

Xà phòng và chất tẩy rửa thông thường được xem là không thân thiện với môi trường vì chúng được làm từ các loại nhiên liệu hóa thạch. Khi sản xuất thành dầu gội đầu, xà phòng rửa tay, hoặc chất tẩy rửa , các loại xà phòng được pha trộn với nhiều hóa chất khó phân hủy và có tác hại tới nguồn nước khi bị trôi xuống cống.

Được tài trợ bởi Bộ Năng lượng Mỹ, các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Năng lượng đổi mới quốc gia đã phát triển một quá trình hóa học mới để kết hợp axit béo từ đậu nành hoặc dầu dừa và các phân tử đường mạch vòng chiết xuất từ ​​ngô, để tạo ra một phân tử xà phòng tái tạo gọi là Oleo-Furan-Surfactant (OFS). Họ nhận thấy rằng OFS làm việc tốt trong nước lạnh, nơi xà phòng thông thường bị vẩn đục và dính, khiến chúng không sử dụng được. Ngoài ra, xà phòng OFS được tạo thành các hạt xà phòng (gọi là mixen) cần thiết để làm sạch ở nồng độ thấp, làm giảm đáng kể tác động môi trường trên sông và hồ.

Xà phòng OFS tái tạo mới cũng được thiết kế để làm việc trong điều kiện nước khác, các khoáng chất trong các liên kết nước với xà phòng thông thường và biến chúng thành các vật liệu dạng nhờn, dính nhớp nháp.

"Tôi nghĩ rằng tất cả chúng ta đã có vấn đề trong việc cố gắng để đưa hết dầu gội đầu ra khỏi mái tóc của mình trong nước cứng”, Dauenhauer nói. Để giải quyết vấn đề này, hiện nay, hầu hết các loại xà phòng và chất tẩy rửa cần thêm nhiều các hóa chất khác, được gọi là chelants, để lấy các khoáng chất và ngăn ngừa chúng can thiệp với các phân tử xà phòng. Vấn đề này đã dẫn đến một danh sách dài các thành phần hóa học được thêm trong hầu hết các sản phẩm làm sạch thông thường, trong đó có nhiều chất có hại cho môi trường.

Xà phòng OFS mới giúp loại bỏ các vấn đề nước cứng bằng cách sử dụng một dẫn xuất có nguồn gốc tự nhiên mà không liên kết chặt chẽ với các khoáng chất trong nước. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng, các phân tử OFS xuất hiện để tạo thành các hạt xà phòng (mixen) thậm chí ở mức gấp 100 lần so với điều kiện nước cứng thông thường. Kết quả là, danh sách thành phần hóa chất trong một sản phẩm làm sạch có thể được đơn giản hóa đáng kể. "OFS được làm từ chuỗi carbon thẳng có nguồn gốc từ đậu nành hoặc dầu dừa có thể dễ dàng phân hủy sinh học. Đây là thực sự là phân tử xà phòng hoàn hảo." - Kristeen Joseph  - Khoa kỹ thuật hóa học và khoa học vật liệu, Đại học Minnesota nói

Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng chất xúc tác hạt nano để tối ưu hóa cấu trúc xà phòng cho khả năng làm sạch và tạo bọt. Ngoài phân hủy sinh học và hiệu suất làm sạch, OFS xuất hiện để tạo bọt giống như các chất tẩy rửa thông thường, có nghĩa là nó có thể trực tiếp thay thế xà phòng trong các thiết bị hiện có như máy giặt, máy rửa bát, và các sản phẩm tiêu dùng.

Việc phát minh ra công nghệ mới xà phòng là một phần của một nhiệm vụ lớn hơn của Trung tâm Energy Innovation (CCEI), Bộ Năng lượng Mỹ - Trung tâm nghiên cứu Năng lượng do Đại học Delaware. Được khởi xướng vào năm 2009, CCEI đã tập trung vào công nghệ xúc tác chuyển đổi để sản xuất hóa chất tái tạo và nhiên liệu sinh học từ các nguồn sinh khối tự nhiên.