Năm 1939, bốn năm sau khi Wallace Carothers phát minh ra nylon, nylon lần đầu tiên được ứng dụng vào tất lụa như một chất liệu mới, được vô số thanh niên nam nữ săn đón và trở nên phổ biến trên thế giới.
Đây là sự kiện mang tính bước ngoặt khi ngành hóa học polyme hiện đại bắt đầu phát triển mạnh mẽ. Từ tất lụa đến quần áo, đến nhu yếu phẩm hàng ngày, bao bì, đồ gia dụng, ô tô, hàng không vũ trụ... Nylon đã tác động và thay đổi sâu sắc cuộc sống con người.
Ngày nay, thế giới đang trải qua những thay đổi sâu sắc chưa từng thấy trong một thế kỷ. Xung đột Nga-Ukraine, khủng hoảng năng lượng, khí hậu nóng lên, suy thoái môi trường... Trong bối cảnh đó, vật liệu sinh học đã bước vào làn gió lịch sử.
* Vật liệu sinh học mở ra sự phát triển thịnh vượng
So với các vật liệu làm từ dầu mỏ truyền thống, vật liệu sinh học có nguồn gốc từ mía, ngô, rơm rạ, ngũ cốc, v.v., có ưu điểm là nguyên liệu thô tái tạo và giảm đáng kể lượng khí thải carbon. Chúng không chỉ có thể giúp con người giảm bớt sự phụ thuộc vào tài nguyên dầu mỏ mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc giảm bớt cuộc khủng hoảng năng lượng toàn cầu.
Lợi ích môi trường đáng kể có nghĩa là giá trị kinh tế đáng kể. OECD dự đoán đến năm 2030, 25% hóa chất hữu cơ và 20% nhiên liệu hóa thạch sẽ được thay thế bằng hóa chất dựa trên sinh học và giá trị kinh tế sinh học dựa trên tài nguyên tái tạo sẽ đạt tới một nghìn tỷ đô la. Vật liệu dựa trên sinh học đã trở thành một trong những xu hướng nóng nhất trong đầu tư công nghiệp và đổi mới công nghệ toàn cầu.
Tại Trung Quốc, theo mục tiêu chiến lược "carbon kép", "Kế hoạch hành động 3 năm nhằm tăng tốc đổi mới và phát triển vật liệu dựa trên sinh học phi ngũ cốc" do sáu bộ và ủy ban ban hành vào đầu năm cũng sẽ thúc đẩy hơn nữa sự phát triển và cải tiến của ngành công nghiệp vật liệu dựa trên sinh học. Có thể dự đoán rằng vật liệu sinh học trong nước cũng sẽ mở ra sự phát triển toàn diện.
* Vật liệu nylon sinh học trở thành mẫu phát triển của vật liệu sinh học
Hưởng lợi từ sự chú ý của cấp chiến lược quốc gia, cũng như nhiều lợi thế về chi phí nguyên liệu thô, quy mô thị trường và sự hỗ trợ của hệ thống công nghiệp hoàn chỉnh, Trung Quốc bước đầu đã thiết lập mô hình công nghiệp hóa axit polylactic và polyamit, đồng thời phát triển nhanh chóng nhiều loại của vật liệu dựa trên sinh học.
Theo số liệu, năm 2021, năng lực sản xuất nguyên liệu sinh học của Trung Quốc sẽ đạt 11 triệu tấn (không bao gồm nhiên liệu sinh học), chiếm khoảng 31% tổng sản lượng của thế giới, với sản lượng 7 triệu tấn và giá trị sản lượng hơn 150 tỷ nhân dân tệ.
Trong số đó, hiệu suất của vật liệu nylon sinh học đặc biệt nổi bật. Trong bối cảnh “carbon kép” quốc gia, một số doanh nghiệp hàng đầu trong nước đã đi đầu trong việc bố trí lĩnh vực nylon sinh học, tạo ra những bước đột phá trong nghiên cứu kỹ thuật và quy mô năng lực.
Ví dụ, trong lĩnh vực bao bì, các nhà cung cấp trong nước đã phát triển màng polyamide kéo dài hai trục (hàm lượng bazơ sinh học 20% ~ 40%) và đạt chứng nhận một sao TUV, trở thành một trong số ít doanh nghiệp trên thế giới có công nghệ này .
Ngoài ra, Trung Quốc còn là một trong những nước sản xuất mía và ngô lớn trên thế giới. Không khó để nhận ra rằng từ việc cung cấp nguyên liệu thực vật đến công nghệ trùng hợp nylon sinh học đến công nghệ kéo căng màng nylon sinh học, Trung Quốc đã âm thầm hình thành chuỗi công nghiệp nylon sinh học có sức cạnh tranh thế giới.
Một số chuyên gia cho rằng với việc ngành công nghiệp nylon sinh học liên tục giải phóng năng lực sản xuất, việc phổ biến và ứng dụng nó chỉ còn là vấn đề thời gian. Có thể khẳng định rằng những doanh nghiệp bắt đầu bố trí và đầu tư R&D trước cho ngành nylon dựa trên sinh học sẽ dẫn đầu trong vòng chuyển đổi và cạnh tranh công nghiệp toàn cầu mới, và các vật liệu dựa trên sinh học được đại diện bởi ngành nylon sinh học. Vật liệu nylon cũng sẽ nâng lên một tầm cao mới, với sự tăng dần về chủng loại sản phẩm và quy mô công nghiệp, đồng thời chuyển dần từ nghiên cứu và phát triển khoa học sang ứng dụng toàn diện ở quy mô công nghiệp.