Sản xuất aerogel từ lốp xe bỏ đi

Tin hoạt động

06/10/2021

Một nhóm các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học NUS (Singapore) do hai nhà khoa học gốc Việt Dương Minh Hải và Phan Thiện Nhân đã có bước đột phá trong phát triển vật liệu siêu nhẹ aerogel từ lốp cao su phế thải.

PGS Dương Minh Hải (đầu tiên từ trái sang) và Giáo sư Phan Thiện Nhân (giữa) cùng các thành viên nhóm nghiên cứu. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Vật liệu aerogel có nhiều tính ưu việt: siêu nhẹ, thấm hút cao, bền, hiệu quả trong cách âm và cách nhiệt. Loại vật liệu này được gọi là “siêu vật liệu của tương lai” khi chúng có tiềm năng ứng dụng vô cùng đa dạng. Riêng trong ngành sản xuất ô tô, aerogel là giải pháp cách nhiệt và ngăn tiếng ồn siêu hạng. Thị trường giải pháp cách nhiệt toàn cầu ước tính khoảng 3,2 tỷ USD vào năm 2022. Ngoài ra, với ưu điểm thấm hút cao và siêu nhẹ, aerogel hứa hẹn giải quyết vấn đề quản lý sự cố tràn dầu. Thị trường này sẽ đạt 182,7 tỷ USD trong 3 năm tới.

Từ cách đây hơn một thế kỷ, khi giáo sư người Mỹ Samuel Kistler tìm ra một vật liệu rắn pha phân tán là khí, mà sau này được biết đến với cái tên aerogel, các nhà khoa học đã không ngừng tìm cách cải thiện các các phương thức sản xuất nó để phù hợp với đời sống. Một trong những vấn đề quan trọng nhất là làm thế nào để giảm giá thành sản xuất aerogel theo hướng bền vững về môi trường.

PGS. TS. Dương Minh Hải (Đại học NUS Singapore) cho biết ông bị thôi thúc bởi ý tưởng cải thiện aerogel từ vật liệu thế thải sau nhiều lần chứng kiến các cách cư xử của con người với rác thải. “Rác xuất hiện ở khắp mọi nơi, trên bờ biển với đầy dầu thải bám đầy xung quanh, trên đường đi. Tại sao không tận dụng chính rác để biến nó thành aerogel”, đây là câu hỏi bật ra với PGS. Dương Minh Hải khi đang trò chuyện cùng đồng nghiệp.

Năm 2016, PGS. Dương Minh Hải bắt đầy làm việc với GS. TS. Phan Thiện Nhân nhằm thực hiện các nghiên cứu tái sử dụng rác thải sản xuất aerogel cho ứng dụng công nghệ. Nhóm bắt đầu tập trung vào nghiên cứu công nghệ tái chế lốp cao su đã qua sử dụng bởi chúng là nguồn nguyên liệu rẻ và phong phú.

Được biết mỗi năm khoảng 1 tỷ lốp phế liệu được thải ra trên toàn thế giới. Tuy nhiên chỉ khoảng chưa đến 40% được tái chế thành các sản phẩm có giá trị gia tăng thấp. Còn lại, khoảng 49% được đốt để tạo ra năng lượng và 11% bị chôn lấp. Cả hai giải pháp này đều có nhiều yếu tố thiếu bền vững. Đốt cao su tạo ra nhiều chất không có lợi cho sức khỏe. Và cao su là vật liệu rất khó phân hủy, nên việc chôn lấp sẽ tạo hệ lụy lâu dài về môi trường.

Để thực hiện ý tưởng này, các nhà nghiên cứu đã bắt đầu với việc tái chế lốp xe ô tô. Sau đó ngâm chúng cùng lượng tối thiểu các liên kết chéo hóa học. Tiếp theo, hỗn hợp cao su và dung môi thân thiện môi trường được phân tán đồng đều bằng máy khuấy và đông khô ở -50 độ C.

Vật liệu aerogel siêu nhẹ được làm từ lốp xe bỏ đi với giá thành chỉ tương đương 170.000 VNĐ/m². Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

Theo PGS. TS. Dương Minh Hải, quá trình chế tạo đơn giản, tiết kiệm chi phí và thân thiện môi trường. Chỉ mất khoảng 10 đô Singpapore, gần 170.000 đồng, để sản xuất một tấm aerogel cao su kích thước 1m² và dày 1cm. Quy trình này cũng dễ dàng mở rộng để sản xuất hàng loạt, do đó rất khả thi về mặt thương mại.

Với những ưu việt từ phương pháp sản xuất aerogel mới, nhóm nghiên cứu đã nhận được rất nhiều lời mời hợp tác từ các nhà sản xuất trên thế giới như 3M, MapleTree... Năm 2019, DPN Aerogel Việt Nam đã mua ba giải pháp công nghệ của nhóm, gồm bông aerogel từ chất thải vải, aerogel PET từ chất thải nhựa và aerogel cao su từ chất thải lốp xe hơi để sản xuất tại Việt Nam. Nhà máy đặt tại Tiền Giang, vận hành với sự hợp tác kỹ thuật của Trường Đại học Bách khoa TP. Hồ Chí Minh. Sản phẩm dự tính bán ra thị trường vào năm 2021.

“Tôi muốn đem công nghệ về Việt Nam vì tôi là người Việt Nam. Đem công nghệ về cho người Việt mình trước. Mặc dù các công ty Trung Quốc, Mỹ hay châu Âu đưa ra những lời đề nghị hấp dẫn hơn rất nhiều”, PGS. TS. Dương Minh Hải cho biết.

Thanh Thanh t/h

Tags: