Sáng chế vật liệu siêu nhẹ, thân thiện môi trường từ phế thải nông nghiệp

Sản xuất bền vững

23/02/2021

Giấy, bao bì, rơm rạ, vỏ trấu... đã được biến thành vật liệu siêu nhẹ, thân thiện môi trường.

Ứng dụng đa dạng của vật liệu aerogel

Đây là kết quả nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Trường Sơn, Đại học Bách khoa TP. HCM và các cộng sự. Theo PGS. TS. Nguyễn Trường Sơn, từ khi làm tiến sỹ, ông đã chọn hướng nghiên cứu là xúc tác cho pin nhiên liệu, sau này mở rộng hướng đi về các vật liệu mới aerogel.

Nổi bật nhất trong số 'tài sản' trí tuệ qua nhiều năm nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Trường Sơn là 2 sáng chế được Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới cấp bằng. Trong đó, một sáng chế về vật liệu aerogel từ polysaccharide và một sáng chế về chế tạo và ứng dụng vật liệu aerogel composite vô cơ-hữu cơ. Hiện nghiên cứu về vật liệu mới này của ông đã được một công ty của Singapore hợp tác sản xuất và phân phối ra thị trường.

Về sáng chế thứ nhất, vật liệu aerogel được chế tạo từ giấy thải (giấy báo, bao bì…) bằng một phương pháp đơn giản, giúp chuyển đổi một nguồn chất thải thành vật liệu mới thân thiện với môi trường. Loại vật liệu tạo thành có khối lượng riêng rất nhỏ, độ xốp cao, có khả năng hút nước tốt, có độ dẫn nhiệt thấp... Nó có khả năng thay thế vật liệu hút dầu thương mại không thân thiện môi trường như polypropylene trong ứng dụng xử lý dầu tràn.

Sáng chế thứ hai là tạo aerogel composite từ nguồn nguyên liệu chất thải rơm rạ và vỏ trấu. Ý tưởng của sáng chế này xuất phát từ thực thế một lượng lớn chất thải rơm rạ và vỏ trấu bị loại bỏ mỗi ngày trong ngành sản xuất lúa gạo ở Việt Nam, gây lãng phí và ô nhiễm. Trong khi đó, rơm rạ có khoảng 38% cellulose và tro trấu chứa khoảng 90% silica.

PGS. TS. Nguyễn Trường Sơn (giữa) trong lễ bổ nhiệm và vinh danh.

Với sáng chế này, cellulose-silica composite aerogel được chế tạo từ rơm rạ và tro trấu đã kết hợp các ưu điểm của cellulose và silica, tạo ra một loại aerogel mới giá rẻ thân thiện với môi trường, có khả năng cách nhiệt, cách âm và độ bền cơ tốt.

Tương tự như thành quả ở sáng chế đầu tiên, vật liệu ở công trình nghiên cứu này có thể thay thế các vật liệu hiện có giá thành cao, gây ô nhiễm môi trường như polyurethane hoặc gây bệnh phổi như sợi bông khoáng.

Theo chia sẻ của PGS. TS. Nguyễn Trường Sơn, ông và cộng sự đã gặp không ít khó khăn trong quá trình thực hiện nghiên cứu, đặc biệt là về trang thiết bị và nguồn kinh phí nghiên cứu.

"Để ra một kết quả nghiên cứu chính xác nhất cần phải đo tính chất vật liệu nhiều lần. Trong khi đó, Việt Nam chưa có máy đo sự phân bố của các nguyên tố trên sợi nano nên trong quá trình nghiên cứu, chúng tôi đã phải gửi mẫu ra nước ngoài nhờ thực hiện.", PGS. TS chia sẻ.

"Nếu có trang thiết bị tốt, kết quả nghiên cứu sẽ tốt hơn", nhà khoa học này nhấn mạnh.

Hiện đại hóa môi trường nghiên cứu trong nước cũng là khao khát của ông, nhằm tạo điều kiện để những tài năng trẻ được bứt phá trong tương lai, nhằm xây dựng một cộng đồng khoa học Việt Nam vững mạnh.

Thời gian tới, ông cho biết sẽ tiếp tục nghiên cứu các vật liệu được làm từ xơ dừa, vỏ hạt cà phê, bụi bắp, lục bình, vỏ xe hơi, tro bay từ các nhà máy nhiệt điện… Ông bộc bạch mong muốn "chuyển đổi các chất thải công-nông nghiệp thành vật liệu xanh. Đặc biệt là có những sáng chế từ những nghiên cứu này ngay tại Việt Nam".

PGS. TS. Nguyễn Trường Sơn, Đại học Bách khoa TP. HCM hiện đảm nhiệm chức vụ Phó Viện trưởng Viện Nghiên cứu năng lượng bền vững. Ông đã có 42 bài báo khoa học trên các tạp chí trong và ngoài nước, phần lớn tạp chí thuộc danh mục ISI.

Hương Giang t/h

Tags: