Có bao giờ bạn nghĩ rằng một ngày nào đó lá dứa, xơ dừa, bã mía lại có thể trở thành vật liệu được ứng dụng rộng rãi không? Hoặc bùn giấy có thể biến thành vật liệu siêu bền hay rác thải "hóa" gạch? Tất cả giờ đây đều đã thành hiện thực. Đặc biệt hơn, những công trình nghiên cứu này đều do người Việt Nam thực hiện và đã đạt được giải thưởng cao trong các cuộc thi, được Thế giới công nhận.
1. Khi lá dứa, xơ dừa, bã mía, rơm rạ "hóa" thành Aerogel - vật liệu ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực
Đây là một đề tài nghiên cứu của chị Đỗ Nguyễn Hoàng Nga, 25 tuổi, là một trong 31 học viên nhận học bổng sau đại học của Quỹ phát triển Đại học Quốc gia TP HCM. Chị Nga đồng thời là thạc sĩ có thành tích cao nhất năm 2020 của trường Đại học Bách khoa.
Đỗ Nguyễn Hoàng Nga trở thành tân thạc sĩ ngành Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách khoa TP HCM, với luận văn tốt nghiệp đạt 9,9 điểm
Ý tưởng biến nguồn nguyên liệu rẻ, thân thiện với môi trường, có khả năng phân hủy sinh học cao để chế tạo ra vật liệu mới Aerogel ứng dụng được trong nhiều lĩnh vực, xuất phát từ một chuyến đi thực tế ở Tiền Giang hơn hai năm trước của nhóm nghiên cứu Kỹ thuật quá trình bền vững (Sustainable Process Engineering - SPE), gồm chị Nga và cộng sự lập ra.
Tại đây, họ thấy người dân trồng rất nhiều dứa nhưng chủ yếu để lấy quả, lá và rễ chất đống, bỏ không trên đồng ruộng. Nhóm muốn tìm cách tái chế phế phẩm nông nghiệp, đặc biệt là lá dứa thành vật liệu mới có giá trị.
"Aerogel là loại vật liệu mới, bền cơ học, nhưng có cấu trúc nhẹ vì chứa hơn 90% thể tích là không khí. Vật liệu này có tính linh hoạt, được nghiên cứu ứng dụng trong rất nhiều ngành như làm vật liệu cách nhiệt, cách âm, bao bì giữ nhiệt, hấp phụ thu gom dầu tràn trên biển, hấp phụ nhuốc nhuộm và kim loại nặng trong nước thải", chị Nga cho biết.
Ngoài lá dứa, nhóm SPE còn mở rộng tái chế nhiều nguồn nguyên liệu khác như xơ dừa, bã mía, rơm rạ bởi đều có đặc điểm chung là chi phí rẻ, khả năng phân hủy sinh học cao. Do chất thải nông nghiệp đang ở mức báo động, nhóm nghiên cứu phát triển công nghệ tái chế không chất thải, theo hướng hóa học xanh.
2. Sinh viên TP HCM giành giải với sản phẩm gạch từ rác thải
Ba sinh viên Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM làm gạch lát, ngói nhà từ rác thải nhựa, giành giải nhất cuộc thi "Trả xanh cho biển" 2020.
Chiều 5/9, vòng chung kết cuộc thi "Trả xanh cho biển" (To blue the blue) do Quỹ ASEAN tổ chức diễn ra tại Đại học Quốc gia Hà Nội với 6 đội xuất sắc. Vượt qua hơn 40 đối thủ, đội Pando của ba sinh viên Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP HCM nhận giải cao nhất với 10 triệu đồng tiền mặt và giấy chứng nhận.
Phạm Mạnh Đình, đại diện đội Pando, chia sẻ khối lượng rác thải nhựa thải ra môi trường hàng năm vô cùng lớn, đe dọa thiên nhiêu và gây nguy hại cho sức khỏe. Nhận ra những vấn đề này, Pando đã tạo ra gạch lát, ngói nhà chỉ với nguyên liệu đầu vào là rác thải và cát. Nhóm ước tính, một viên ngói sẽ khoảng 18.000 đồng, bao gồm toàn bộ chi phí sản xuất, điện nước.
"Trả xanh cho biển" đặt mục tiêu giúp thanh niên Việt Nam nhận thức rõ trách nhiệm của công dân ASEAN với cộng đồng, quốc gia và khu vực đang sống
3. Phó giáo sư sáng chế vật liệu xanh được thế giới công nhận
Ông Nguyễn Trường Sơn, 46 tuổi, Phó viện trưởng Viện Nghiên cứu năng lượng bền vững (Đại học Bách khoa TP HCM) hiện đang có hai sáng chế về Aerogel được Tổ chức Sở hữu trí tuệ thế giới cấp bằng công nhận.
+ Sáng chế thứ nhất về vật liệu Aerogel từ Polysaccharide. Theo PGS Sơn, Aerogel là một trong những loại vật liệu mới và nhẹ nhất, có ưu điểm độ xốp lớn, diện tích bề mặt riêng lớn; khả năng cách nhiệt, cách âm, hút dầu, hấp phụ chất thải như dầu, ion kim loại, chất hữu cơ rất tốt. Trong khi đó, Cellulose là Polysaccharide rất phổ biến và thân thiện môi trường.
Trong sáng chế này, Aerogel được chế tạo từ giấy thải là giấy báo, bao bì... bằng phương pháp đơn giản, giúp chuyển đổi một nguồn chất thải thành vật liệu mới thân thiện với môi trường. Vật liệu Cellulose Aerogel 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 của ông là chế tạo và ứng dụng vật liệu Aerogel Composite vô cơ - hữu cơ. Ý tưởng của sáng chế này từ nguồn chất thải rơm rạ và vỏ trấu rất lớn trong ngành sản xuất lúa gạo ở Việt Nam. Phần lớn rơm rạ và vỏ trấu hiện bị đốt bỏ gây lãng phí và ô nhiễm. Trong khi đó, rơm rạ có khoảng 38% Cellulose và tro trấu chứa khoảng 90% Silica.
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.
Hiện hai sáng chế của ông Sơn được công ty của Singapore đồng ý hợp tác sản xuất để phân phối
4. Thầy trò 'biến' bùn giấy thành vật liệu siêu bền
Giải thưởng Tech Planter châu Á 2020 được trao cho nhóm nghiên cứu do PGS TS Nguyễn Đình Quân, Trưởng phòng thí nghiệm Nhiên liệu sinh học và Biomass (Khoa Kỹ thuật Hóa học, Đại học Bách khoa TP HCM) làm chủ nhiệm hồi đầu tháng 12. Ông Quân cùng 9 học trò đã tận dụng bùn thải của nhà máy giấy để làm vật liệu sinh học bền gấp 16 lần thép, đạt giải nhất Tech Planter châu Á.
PGS Quân chia sẻ, trong lần làm việc với nhà máy giấy ở quận Thủ Đức, ông thấy nơi này thải ra hàng chục tấn bùn giấy mỗi ngày. Chất thải hôi nồng nặc gồm phụ gia, phần bột giấy có sợi quá nhỏ và yếu không đảm bảo để "xeo" thành giấy tốt. Nhà máy phải tốn chi phí đem chôn hoặc vắt nước, đốt trong lò xử lý, vẫn có thể gây ô nhiễm môi trường.
Tuy nhiên, ông Quân nhận ra đây chính là nguồn Cellulose đã tiền xử lý, loại bỏ Lignin của quá trình sản xuất giấy. Cellulose bùn giấy được thủy phân dễ dàng bằng acid loãng. Cũng môi trường đó, sản phẩm đường thủy phân được vi khuẩn Acetobacter xilynum chuyển hóa trở lại thành Cellulose vi khuẩn.
Cellulose vi khuẩn khá tinh khiết, chúng hình thành dạng các màng dày nổi lên trên hỗn hợp. Lớp màng này rất dễ để "thu hoạch", đem vào xử lý, ứng dụng vào nhiều lĩnh vực sản xuất.
Lớp màng này đem trộn với giấy thu được giấy mịn và cứng hơn hoặc có thể dùng làm đồ giả da, giả gỗ. Vật liệu sinh học Nanocrystal Cellulose (CNC) thu được trong quá trình trên có độ bền gấp 8 lần sợi kevla, 16 lần thép. "Tốc độ sinh trưởng của lớp màng gần như không có hạn. Chi phí cho quá trình này không đáng kể", ông Quân cho biết.
Sơ đồ quy trình chuyển hoá bùn giấy (paper sludge waste) thành lớp màng CNC của nhóm nghiên cứu
5. Sinh viên Việt Nam thắng giải công nghệ của Google
Dự án hỗ trợ tâm lý trực tuyến của nhóm sinh viên Đại học Bách khoa là một trong 10 đề tài xuất sắc cuộc thi Solution Challenge 2020.
Nhóm 4 sinh viên của trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia TP HCM là nhóm sinh viên đầu tiên và duy nhất của Việt Nam giành giải thưởng này. Ứng dụng giành giải thưởng của nhóm Việt Nam có tên "Shareapy", sử dụng mô hình nhóm để kết nối cộng đồng.
Trên ứng dụng, người dùng có thể chia sẻ những vấn đề tâm lý mình gặp trong cuộc sống, không phân biệt tuổi tác, giới tính, tôn giáo, tình trạng tài chính... Điểm đặc biệt của ứng dụng là tương tác một chiều, mọi người có thể giải phóng cảm xúc và căng thẳng riêng tư một cách công khai mà không phải xấu hổ hoặc phân biệt đối xử.
Nhóm 4 sinh viên trường Đại học Bách khoa chiến thắng giải Solution Challenge 2020 với ý tưởng phát triển ứng dụng về sức khoẻ tinh thần cho cộng đồng
Kênh Tuyển Sinh tổng hợp
