Vật liệu xốp siêu nhẹ aerogel từ cao su có các tính năng vượt trội. Chúng cực kỳ nhẹ, có khả năng thấm hút cao, rất bền và cũng rất hiệu quả trong việc giữ nhiệt và âm thanh.
Bằng cách tận dụng phế thải cao su để biến chúng thành các sản phẩm có giá trị thương mại cao hơn, công nghệ mới này thúc đẩy việc sử dụng lốp xe phế liệu rộng hơn và cung cấp một giải pháp thân thiện với môi trường để tái chế cao su đã sử dụng. Công nghệ mới lạ này đã được xuất bản trong phiên bản in của tạp chí khoa học Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects và đã nộp đơn xin cấp bằng sáng chế.
Để thúc đẩy nỗ lực nghiên cứu của nhóm và nâng cao nhận thức cộng đồng về tái chế, Mapletree Investments, nhà phát triển bất động sản hàng đầu tập trung mạnh vào sự bền vững môi trường, gần đây đã tặng một món quà trị giá 155.000 đô la Singapore cho NUS.
Chất thải từ lốp xe phế liệu
Mỗi năm, có khoảng 1 tỷ lốp xe phế liệu được thải ra trên toàn thế giới. Lốp cao su có độ bền cao và không phân hủy. Chỉ 40% được tái chế thành các sản phẩm có giá trị gia tăng thấp, trong khi 49% được đốt để tạo ra năng lượng, và ít nhất 11% bị chôn lấp. Các bãi chôn lấp đang ngày càng thiếu, chưa kể việc chôn lấp rác có nguy cơ nước rỉ rác gây ra ô nhiễm môi trường. Còn việc đốt cao su tạo ra các chất độc hại gây lo ngại cho an toàn sức khỏe.
PGS Dương Minh Hải, người đứng đầu nhóm nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật Cơ khí, Đại học NUS cho rằng, tỷ lệ 40% lốp cao su thải được tái chế trên toàn thế giới vẫn còn thấp, do chế biến cao su đã qua sử dụng rất tốn kém, mất nhiều năng lượng và không có động lực tiền tệ. “Nhóm của chúng tôi đã quyết định tập trung vào việc tạo ra vật liệu aerogel cao su từ lốp cao su đã qua sử dụng vì chúng là nguồn nguyên liệu rẻ tiền và phong phú. Bằng cách chuyển đổi lốp cao su thải thành aerogel có giá trị cao, chúng tôi có thể tăng cường khuyến khích tiền tệ để tái chế cao su và lần lượt cắt giảm chất thải cao su”, anh Dương Minh Hải nói.
Ông Edmund Cheng, Chủ tịch Mapletree cho biết, Mapletree luôn chú trọng vào việc tích hợp các thiết kế bền vững vào sự phát triển. Dự án này, với mục đích biến chất thải cao su thành vật liệu aerogel thông qua công nghệ xanh, phù hợp với cam kết của chúng tôi nhằm giảm tác động tiêu cực đến môi trường. Chúng tôi rất vui mừng vì một phần của hỗ trợ cũng sẽ tài trợ để tân trang lại cơ sở phòng thí nghiệm cho nghiên cứu và giáo dục ứng dụng về tiềm năng của công nghệ tái chế. Chúng tôi hy vọng rằng, thông qua giáo dục, một trong những trụ cột trách nhiệm xã hội quan trọng, nhiều người sẽ nhận thức tốt hơn về các vấn đề môi trường.
Quy trình sản xuất đơn giản, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường
Các nhà khoa học bắt đầu với việc tái chế các sợi lốp xe ô tô, sau đó ngâm trong nước cùng một lượng tối thiểu các liên kết chéo hóa học. Tiếp theo, hỗn hợp sợi cao su và dung môi thân thiện với môi trường được phân tán đồng đều bằng máy khuấy trong 20 phút. Sau đó, hỗn hợp đồng nhất này được đông khô ở âm 50 độ C trong tối đa 12 giờ để sản xuất vật liệu aerogel cao su.
PGS Dương Minh Hải cho biết, quá trình chế tạo rất đơn giản, tiết kiệm chi phí và thân thiện với môi trường. Toàn bộ quá trình sản xuất mất từ 12 đến 13 giờ để hoàn thành và chỉ tốn chưa đến 10 đô la Singapore để sản xuất một tấm aerogel cao su có kích thước 1m2 và dày 1cm. Quá trình cũng có thể dễ dàng mở rộng để sản xuất hàng loạt. Điều này làm cho vật liệu aerogel cao su trở thành một sản phẩm hấp dẫn về mặt thương mại.
“Nhóm của chúng tôi đã quyết định tập trung vào việc tạo ra aerogel cao su từ lốp cao su đã qua sử dụng vì chúng là nguồn nguyên liệu rẻ tiền và phong phú. Bằng cách chuyển đổi lốp cao su thải thành vật liệu aerogel có giá trị cao, chúng tôi có thể tăng cường khuyến khích tiền tệ để tái chế cao su và lần lượt cắt giảm chất thải cao su”, PGS Dương Minh Hải, người đứng đầu nhóm nghiên cứu nói.
Giáo sư Phan Thiện Nhân, thành viên cấp cao trong nhóm nghiên cứu cho biết, các thị trường tiềm năng của vật liệu aerogel là rất lớn. Vật liệu này có thể ngăn tiếng ồn xe và cách nhiệt trong thiết kế xe. Đây cũng là vật liệu siêu thấm để ngăn các sự cố tràn dầu. Được biết, thị trường giải pháp cách nhiệt và cách nhiệt ô tô toàn cầu dự kiến sẽ đạt 3,2 tỷ USD vào năm 2022. Ngoài ra, thị trường quản lý sự cố tràn dầu toàn cầu dự kiến sẽ đạt 182,7 tỷ USD vào năm 2025,
PGS Hải, Giáo sư Nhân và nhóm của họ đang mong muốn mọi người nhận ra tác động tích cực đến môi trường của vật liệu aerogel bằng cách hợp tác với Mapletree và các đối tác trong ngành để thương mại hóa và nhân rộng công nghệ mới lạ này. Với sự đóng góp hào phóng từ Mapletree, nhóm các nhà khoa học gốc Việt tại NUS sẽ có thể tiến hành các nghiên cứu sâu hơn để tăng cường hiệu suất của vật liệu aerogel từ cao su, khám phá các ứng dụng khác, cũng như sử dụng các loại phế thải khác để chuyển đổi thành aerogel.
