Công nghệ mới giúp sản xuất giấy tiết kiệm năng lượng

Nhà nghiên cứu Shawn Mansfield đã tích cực tái cấu trúc lại cây để dễ dàng hơn trong việc hạ đốn cây sản xuất giấy và năng lượng sinh học. Bước đột phá này sẽ giúp chúng ta tiết kiệm được nhiều năng lượng và giảm các nhân tố gây ô nhiễm môi trường.Ảnh: Martin Dee

Các nhà nghiên cứu đã tích cực tái cấu trúc lại cây để giúp dễ dàng hơn trong việc hạ đốn cây sản xuất giấy và năng lượng sinh học. Bước đột phá này sẽ giúp chúng ta tiết kiệm được nhiều năng lượng và giảm các nhân tố gây ô nhiễm môi trường.

Shawn Mansfield một chuyên gia về ngành khoa học gỗ của trường Đại học British Columbia cho biết “Một trong những thách thức lớn nhất đối với ngành công nghiệp sản xuất giấy cũng như của ngành năng lượng sinh học mới xuất hiện chính là các hợp chất cao phân tử còn được biết đến với tên gọi là lignhin.”

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng kỹ thuật di truyền để cấu tạo lại lighnin và làm cho nó dễ dàng phá vỡ hơn mà không ảnh hưởng xấu đến cây.

Mansfield cho biết thêm “ Chúng tôi đang nghiên cứu làm sao để quá trình xử lý gỗ ít tốn nhiên liệu và hóa chất hơn quy trình hiện tại.”

Trước đây, các nhà nghiên cứu đã cố gắng để giải quyết vấn đề này bằng cách giảm số lượng lighnin trong cây bằng cách ức chế gen, nhưng điều này thường dẫn đến cây bị còi cọc hoặc là nhạy cảm với gió, tuyết, sâu, bệnh.

“Nó thực sự là một thành tựu độc đáo giúp phân giải cấu trúc của cây mà vẫn duy trì sự tăng trưởng bình thường của nó.”

Được công bố trên tạp chí Science, nghiên cứu này chính là sự hợp tác giữa các nhà nghiên cứu tại Đại học British Columbia, Đại học Wisconsin-Madison, Đại học bang Michigan, và được sự tài trợ của Trung tâm nghiên cứu năng lượng sinh học Great Lakes.

Nền tảng

Lignhin

Cấu trúc của lignin tự nhiên có chứa liên kết ê-te rất khó bị phân giải. Các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật di truyền để đưa liên kết es-te vào trục lighnin đễ dễ dàng phá vỡ về mặt hóa học.

Kỹ thuật mới này sẽ giúp lignhin có thể được phục hồi hiệu quả và được ứng dụng trong các lĩnh vực khác như trong kết dính, hấp thu nhiệt, sợi cac-bon và phụ gia trong ngành sơn.

Biến đổi gen

Chiến lược biến đổi gen sử dụng trong nghiên cứu này cũng có thể được ứng dụng trên các loại cây khác chẳng hạn như cỏ như với vai trò như một loại nhiên liệu thay thế xăng dầu.

Biến đổi gen có thể là một vấn đề gây tranh cãi, nhưng có nhiều cách để đảm bảo rằng các gen không lây lan vào rừng. Những kỹ thuật này bao gồm việc trồng trọt từ các khu vực bản địa để không thể xảy ra tình trạng thụ phấn chéo.

Trong tương lai, những loại cây trồng này có thể được trồng rộng rãi như một loại cây nông nghiệp. Trong đó cây dương là một loại cây có tiềm năng cho ngành công nghiệp năng lượng sinh học bởi vì nó phát triển nhanh và lignhin chiếm 20-25% cấu tạo cây.

 “Xã hội chúng ta phụ thuộc hoàn toàn vào dầu mỏ. Do đó, chúng ta cần đa dạng nguồn nhiên liệu nhằm làm giảm áp lực lên nguồn năng lượng hóa thạch. Mà cây cỏ, thực vật sẽ đóng một vai trò tiềm năng vào nguồn cac-bon của xã hội chúng ta hiện nay.” Mansfield cho biết thêm.