Nhóm sinh viên Viện Khoa học và Công nghệ môi trường (Trường Đại học Bách khoa Hà Nội) chế tạo vật liệu Aerogel trong phòng thí nghiệm.

Sản phẩm công nghiệp từ sinh khối nông nghiệp

Giải quyết vấn nạn ô nhiễm môi trường từ rác thải hữu cơ nông nghiệp và nước thải nhiễm xăng, dầu luôn được nhiều sinh viên ngành môi trường quan tâm. Khi nghe cô giáo giảng về vật liệu Aerogel siêu nhẹ, sinh viên Phạm Thế Vinh, K62, Viện Khoa học và Công nghệ môi trường rất ngạc nhiên về công dụng làm sạch môi trường của vật liệu này. Ngay lập tức, Phạm Thế Vinh cùng với 3 bạn khác trong lớp, gồm: Vũ Hữu Hòa, Nguyễn Thế Phong và Phạm Thị Hương Giang, dưới sự hướng dẫn của Phó Giáo sư, Tiến sĩ Đoàn Thị Thái Yên bắt tay vào tìm hiểu, nghiên cứu chế tạo Aerogel.

Sinh viên Phạm Thị Hương Giang chia sẻ: “Là một nước nông nghiệp, mỗi năm Việt Nam thải ra khoảng 50 triệu tấn sinh khối nông nghiệp. Trong khi đó, cách xử lý như hiện nay còn thô sơ, chủ yếu là ủ phân, làm giá thể trồng nấm hoặc đốt bỏ. Các biện pháp này đều gây ra ô nhiễm thứ cấp hoặc hiệu quả kinh tế chưa cao. Ngoài ra, nước thải nhiễm xăng, dầu cũng là một vấn đề nổi cộm ở nước ta. Câu hỏi đặt ra, liệu có giải pháp nào giải quyết được cả hai vấn đề vốn ít có liên quan đến nhau này? Chúng tôi đã nghiên cứu và cho ra câu trả lời, đó chính là Aerogel”.

Theo sinh viên Vũ Hữu Hòa, để phù hợp với mục tiêu đã đặt ra, nhóm quyết định lựa chọn nghiên cứu, chế tạo Aerogel cellulose từ 3 loại sinh khối nông nghiệp, là rơm rạ, lá dứa và bã mía. “Từ nguồn nguyên liệu có sẵn dồi dào này, chúng tôi đã dùng công nghệ để tách chiết, đông khô, chế tạo thành công vật liệu Aerogel siêu nhẹ. Vật liệu Aerogel chế tạo theo cách này chỉ nặng khoảng 0,02-0,06g/cm3 và độ xốp lên tới 95-99%”, sinh viên Vũ Hữu Hòa cho hay.

Để khảo sát khả năng hấp phụ xăng, dầu của Aerogel, nhóm đã tiến hành cho Aerogel vào dầu, vật liệu đạt ngưỡng bão hòa trong 2 phút và chỉ 20 giây đối với xăng. Một gram Aerogel có thể hấp phụ 16-18 gram dầu và 17 gram xăng. “Đặc tính ưu việt của các loại Aerogel mà chúng tôi tạo ra là độ nổi cao, thể hiện qua việc vật liệu sau hấp phụ xăng, dầu vẫn nổi trên bề mặt sau ít nhất 24 giờ. Aerogel có thể dễ dàng tách vật liệu ra khỏi nước sau quá trình hấp phụ và có khả năng thay thế vật liệu hút dầu thương mại không thân thiện môi trường trong xử lý dầu tràn”, sinh viên Phạm Thế Vinh khẳng định.

Với đặc tính vượt trội về khối lượng, độ xốp và khả năng hấp phụ tốt, Aerogel có thể sử dụng để lọc một số chất ô nhiễm trong nước thải sinh hoạt hay nước thải công nghiệp, làm chất cách nhiệt trong quần áo, làm bao bì, vật liệu đóng gói, chất hấp phụ xăng, dầu trong nước, chất cách nhiệt, cách âm trong xây dựng, trong y sinh và một số lĩnh vực khác.

Mong muốn được ứng dụng trong cuộc sống

Đánh giá về đề tài nghiên cứu khoa học này, Hội đồng xét duyệt công trình sinh viên nghiên cứu khoa học của Viện Khoa học và Công nghệ môi trường cho rằng, đây là đề tài có ý tưởng tốt, mang tính sáng tạo, tận dụng được nguồn sinh khối nông nghiệp bị thải bỏ để tạo ra vật liệu mới, hữu ích cho đời sống.

Theo Trưởng nhóm Phạm Thế Vinh, trong thời gian tới, nhóm tiếp tục nghiên cứu, tối ưu hóa các bước thực hiện để tạo vật liệu có hiệu năng cao hơn, thử nghiệm xử lý trên nhiều đối tượng chất ô nhiễm khác nhau, như nước thải dệt nhuộm, nước thải nhiễm màu và hữu cơ... Nhóm cũng tìm kiếm nguồn hỗ trợ kinh phí nghiên cứu để có thể tiếp tục cải tiến, phát triển sản phẩm theo hướng ứng dụng phù hợp với tính năng ưu việt của vật liệu.

Với nhiều ưu điểm, đậm tính sáng tạo, đề tài “Nghiên cứu, chế tạo vật liệu Aerogel từ sinh khối nông nghiệp ứng dụng cho xử lý nước nhiễm xăng, dầu” đã đoạt giải Nhất sinh viên nghiên cứu khoa học Trường Đại học Bách khoa Hà Nội năm học 2020-2021. Theo Phó Giáo sư, Tiến sĩ Huỳnh Đăng Chính, Phó Hiệu trưởng Trường Đại học Bách khoa Hà Nội, hầu hết các đề tài sinh viên nghiên cứu khoa học đều hướng tới các sản phẩm ứng dụng có tiềm năng khởi nghiệp, phục vụ cuộc sống. Nhà trường luôn kỳ vọng các đề tài này tiếp tục được phát triển, nuôi dưỡng nghiên cứu chuyên sâu để ứng dụng trong thực tế và thương mại hóa.

Có thể thấy, nếu được hỗ trợ, định hướng tốt, những sáng chế như trên có thể phát triển thành những dự án, lan tỏa thành xu hướng “Công nghệ xanh vì cuộc sống xanh” trong hệ sinh thái khởi nghiệp đổi mới sáng tạo của tuổi trẻ Thủ đô, đóng góp vào “Chương trình hỗ trợ thanh niên Thủ đô khởi nghiệp đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số” do Thành đoàn Hà Nội tổ chức.