Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel

Chiều 20-4, Đại học Quốc gia Singapore (NUS) cho biết, nhóm các kỹ sư của NUS do PGS gốc Việt Dương Minh Hải dẫn đầu, đã phát triển thành công kỹ thuật thân thiện với môi trường biến chất thải kim loại thành aerogel đa năng. Đặc biệt, với sự phối hợp của Giáo sư gốc Việt Phan Toàn thắng, lần đầu tiên các nhà khoa học đã thành công trong phát triển tế bào từ aerogel.
Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel
Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel -0

Nghiên cứu này sẽ mở ra những ứng dụng đầy hứa hẹn trong vật liệu xây dựng trọng lượng nhẹ và phát triển tế bào cho mục đích y sinh.

Chất thải nhựa, vải sợi, giấy, lá dứa... đến kim loại đều được "hô biến" thành aerogel

Kim loại là một trong những vật liệu được sử dụng rộng rãi nhất trên thế giới. Chúng được dùng để sản xuất dụng cụ nấu nướng, thiết bị điện, dây điện, chip máy tính, đồ trang sức... Nhu cầu đối với các sản phẩm kim loại vẫn đang ngày càng tăng. Vì thế, điều quan trọng đặt ra là phải thúc đẩy các phương pháp tái chế chất thải kim loại bền vững và thân thiện với môi trường, giúp giảm tác động môi trường của việc sử dụng kim loại trong nền kinh tế.

Thông thường, các phương pháp tái chế chất thải kim loại tiêu tốn nhiều năng lượng, một số phương pháp tạo ra các chất phụ có hại cho môi trường, như khí amoniac và metan trong quá trình tái chế nhôm.

Để giải quyết thách thức này, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học NUS đã trình diễn một kỹ thuật thân thiện với môi trường mới để chuyển chất thải nhôm và magiê thành các loại khí có giá trị cao, đa chức năng. Phương pháp chiết xuất này có thể được áp dụng cho tất cả các loại chất thải kim loại như chip kim loại và chất thải điện tử.

PGS Dương Minh Hải cho biết: “So với các phương pháp tái chế thông thường đối với chất thải kim loại, cách tiếp cận của chúng tôi rẻ hơn, không tạo ra bất kỳ chất thải nguy hại nào, tiêu thụ ít năng lượng hơn và thân thiện với môi trường hơn”.

Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel -0
Nhóm nghiên cứu do PGS Dương Minh Hải (ngồi giữa) làm trưởng nhóm, đã phát triển một kỹ thuật đơn giản, hiệu quả và thân thiện với môi trường để biến chất thải kim loại thành các aerogel đa chức năng. Các thành viên trong nhóm gồm: Goh Chong Jin (ngồi, trái), Ong Ren Hong (ngồi, phải), Nguyễn Thái Thiện Phúc (sau, trái) và Goh Xue Yang (sau, phải).

“Các aerogel dựa trên kim loại được tạo ra bằng kỹ thuật chế tạo độc đáo của chúng tôi có độ ổn định nhiệt và cơ học cao. Do đó, chúng là ứng cử viên đầy hứa hẹn cho khả năng cách nhiệt và cách âm trong môi trường khắc nghiệt với nhiệt độ cao hoặc tác động cơ học cao. Chúng tôi cũng đang khám phá những ứng dụng mới cho các loại aerogel này, như các ứng dụng y sinh”, trưởng nhóm nghiên cứu Dương Minh Hải, thuộc Khoa Cơ khí, Đại học NUS, giải thích.

Bước đột phá công nghệ mới nhất này của PGS Hải và nhóm của ông được phát triển trên cơ sở những thành công trước đó trong việc biến các loại chất thải khác nhau như nhựa, vải sợi, giấy, lá dứa và các loại thực phẩm và chất thải nông nghiệp khác thành aerogel.

Aerogel từ kim loại được chế tạo đơn giản, chi phí thấp

Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel -0
Những sản phẩm aerogel từ kim loại do nhóm phát triển.

Nhóm NUS đã phát triển một quy trình chế tạo đơn giản để tạo ra các aerogel dựa trên kim loại.

Đầu tiên, rác thải kim loại được nghiền thành bột và trộn với các chất liên kết hóa học. Hỗn hợp được làm nóng trong lò, đông lạnh và sau đó đông khô để tạo aerogel.

Quá trình này có thể thay đổi một chút tùy thuộc vào chất thải kim loại có liên quan. Trung bình, mất khoảng một đến ba ngày để biến chất thải kim loại dạng bột thành aerogel, trong khi sử dụng các phương pháp sản xuất aerogel thông thường phải mất từ ba đến bảy ngày.

Quá trình đơn giản, cũng có nghĩa là các aerogel dựa trên kim loại có thể được sản xuất với chi phí thấp hơn nhiều. Sử dụng kỹ thuật do nhóm NUS phát triển, một miếng aerogel làm từ kim loại có kích thước 1 m2 và dày 1 cm chi phí sản xuất chưa đến 10,5 đô la Singapore (SGD), chỉ bằng một nửa giá của aerogel silica bán trên thị trường.

Các aerogel làm từ kim loại này có độ ổn định nhiệt và cơ học cao, và chúng có thể được sử dụng làm vật liệu xây dựng trọng lượng nhẹ và phát triển tế bào cho mục đích y sinh.

Aerogel trở thành vật liệu xây dựng đa năng cực nhẹ

Aerogel có khả năng hấp thụ cao, cực kỳ nhẹ và có khả năng cách nhiệt, cách âm rất tốt. Trong công trình trước đó, PGS Hải và nhóm của anh đã chỉ ra các đặc tính của aerogel có thể thay đổi bằng cách phủ hóa chất lên, thí dụ chúng có thể chống thấm nước hoặc chống cháy.

Trong nghiên cứu mới nhất, nhóm các kỹ sư của NUS đã xác định được các ứng dụng thú vị mới cho aerogel dựa trên kim loại. Một ứng dụng đầy hứa hẹn là sử dụng làm vật liệu xây dựng nhẹ.

“Tấm aerogel nhôm của chúng tôi nhẹ hơn 30 lần và cách nhiệt tốt hơn 21 lần so với bê tông thông thường. Khi sợi quang học được thêm vào trong giai đoạn trộn, chúng ta có thể tạo ra các sợi nhôm mờ, làm vật liệu xây dựng, có thể cải thiện ánh sáng tự nhiên, giảm tiêu thụ năng lượng cho việc chiếu sáng và có thể phát sáng ở các khu vực tối hoặc không có cửa sổ. Bê tông mờ cũng có thể được sử dụng để xây dựng vỉa hè và gờ giảm tốc phát sáng vào ban đêm nhằm nâng cao an toàn cho người đi bộ và giao thông đường bộ”, PGS Hải cho biết.

Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel -0
Các aerogel làm từ kim loại này có thể phát sáng.

Các tấm aerogel nhôm mờ do nhóm NUS tạo ra nhẹ hơn sáu lần, cách nhiệt tốt hơn sáu lần và rẻ hơn 120 lần so với bê tông mờ thương mại (LiTraCon).

Khi được phủ một lớp hóa chất methyltriethoxysilane (MTEOS), aerogel từ nhôm không dính nước và trở thành vật liệu xây dựng tự làm sạch cho phép dễ dàng rửa trôi bụi bẩn hoặc mảnh vụn khi tiếp xúc với nước.

Các aerogel làm từ kim loại cũng thích hợp làm ván chống cháy, vật liệu cách nhiệt trong các tòa nhà và hệ thống đường ống, để hấp thụ các chất gây ô nhiễm trong không khí cho môi trường trong nhà và làm sạch dầu tràn.

Lần đầu tiên nuôi cấy tế bào từ aerogel

Nhóm các nhà khoa học NUS cũng đang xem xét việc sử dụng aerogel cho các ứng dụng y sinh.

“Chúng tôi hiện đang làm việc với một đối tác thương mại để thử nghiệm aerogel từ nhôm làm chất mang vi mô để nuôi cấy tế bào. Chất mang vi mô là những hạt có kích thước siêu nhỏ để tế bào neo đậu và phát triển. Những thử nghiệm đầu tiên của chúng tôi được thực hiện trên tế bào gốc, sử dụng một dòng tế bào thường được sử dụng để thử nghiệm thuốc cũng như mỹ phẩm và kết quả rất đáng khích lệ”, PGS Hải giải thích.

Phần nghiên cứu này của PGS Dương Minh Hải nhận được sự hỗ trợ của một nhà khoa học gốc Việt khác tại NUS – Giáo sư Phan Toàn Thắng. Ông chính là người đầu tiên trên thế giới tìm ra công nghệ tách tế bào gốc từ cuống dây rốn.

Để được sử dụng làm chất mang vi mô, aerogel từ nhôm được nghiền thành bột và thêm vào hỗn hợp tế bào, chất dinh dưỡng, kháng sinh và chất bổ sung tăng trưởng. Các tế bào được nuôi cấy ở nhiệt độ 37 độ C trong tủ ấm trong 12 ngày. Các chất mang vi mô sau đó được loại bỏ và các tế bào được thu hoạch cho các mục đích sử dụng khác nhau.

Nhóm nhà khoa học Việt tại Singapore biến chất thải kim loại thành aerogel -0
PGS Dương Minh Hải, nhà khoa học gốc Việt đam mê nghiên cứu phát triển aerogel có giá trị cao từ những vật liệu bỏ đi.

“Sau 12 ngày ủ, thí nghiệm của chúng tôi thu được năng suất 70%. Đây là lần đầu tiên thử nghiệm thành công phát triển tế bào bằng cách sử dụng aerogel”, PGS Hải nói.

“Chúng tôi cần tiến hành nhiều nghiên cứu hơn nữa để tối ưu hóa các điều kiện nuôi cấy và giải quyết các yêu cầu về tính tương thích sinh học. Đây là một bước phát triển thú vị có thể mở ra cánh cửa cho việc sử dụng rộng rãi hơn aerogel cho các ứng dụng phi thông thường như thử nghiệm thuốc và mỹ phẩm, phát triển vaccine và kỹ thuật mô”, anh Hải cho biết.

Vào ngày 22-2 vừa qua, nhóm các nhà khoa học NUS đã công bố công trình sử dụng chất thải nhôm tạo ra aerogel trên Tạp chí Chu trình Vật liệu và Quản lý Chất thải. PGS Hải và nhóm của anh cũng đang thảo luận với các đối tác trong ngành để thương mại hóa công nghệ chế tạo aerogel từ kim loại.

Trong giai đoạn tiếp theo của nghiên cứu, các nhà khoa học cũng đang xem xét việc phát triển các aerogel dựa trên kim loại cho các ứng dụng đòi hỏi khả năng chịu nhiệt độ cực cao trong các ứng dụng quân sự.

HỒNG LÊ

Có thể bạn quan tâm

Đại diện lãnh đạo Bộ Khoa học và Công nghệ và lãnh đạo tỉnh Cà Mau ký kết Chương trình phối hợp giai đoạn 2026-2030 trước sự chứng kiến của lãnh đạo hai bên. (Ảnh: HỮU TÙNG)

Bộ Khoa học và Công nghệ đồng hành cùng Cà Mau mở không gian phát triển mới

Sáng 1/11, đồng chí Vũ Hải Quân, Ủy viên Trung ương Đảng, Bộ trưởng Khoa học và Công nghệ dẫn đầu đoàn công tác của Bộ buổi làm việc với lãnh đạo tỉnh Cà Mau, và ký kết Chương trình phối hợp với tỉnh về phát triển khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số phục vụ phát triển kinh tế-xã hội giai đoạn 2026-2030.

Chiêu trò "mổ trai, lấy ngọc" đã khiến rất nhiều người bị rơi vào "cạm bẫy" lừa đảo với số tiền lớn.

Cảnh báo chiêu trò lừa đảo mua trai ngọc, bán lãi tiền tỷ

Thời gian gần đây, trên Facebook liên tục xuất hiện các tài khoản livestream mời chào mua trai ngọc với cam kết mua lại giá cao. Dù là chiêu trò mới, hình thức này đã giăng bẫy hàng nghìn nạn nhân, khiến số tiền bị chiếm đoạt lên tới hàng chục tỷ đồng.

Đại học Bách khoa Hà Nội: Tiên phong đào tạo nguồn nhân lực chiến lược và sáng tạo công nghệ

Đại học Bách khoa Hà Nội: Tiên phong đào tạo nguồn nhân lực chiến lược và sáng tạo công nghệ

Giáo sư, Tiến sĩ Lê Anh Tuấn, Giám đốc Đại học Bách khoa Hà Nội trao đổi cùng phóng viên Báo Nhân Dân về những giải pháp đột phá nhằm phát triển năng lực nghiên cứu, thu hút nhân tài, thúc đẩy đổi mới sáng tạo và đào tạo nguồn nhân lực chất lượng cao, góp phần nâng cao năng lực tự chủ công nghệ quốc gia.

Hình ảnh tại Hội nghị trao quyết định cho hai Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học xã hội Việt Nam. (Ảnh: THU TRANG)

Công bố quyết định của Ban Bí thư về công tác cán bộ tại Viện Hàn lâm Khoa học xã hội Việt Nam

Ngày 30/10, tại Hà Nội, Viện Hàn lâm Khoa học xã hội Việt Nam tổ chức Hội nghị công bố quyết định của Ban Bí thư về công tác cán bộ. Theo đó, đồng chí Nguyễn Đức Minh và đồng chí Tạ Minh Tuấn được bổ nhiệm giữ chức vụ Phó Chủ tịch Viện Hàn lâm Khoa học xã hội Việt Nam (trực thuộc Ban Chấp hành Trung ương Đảng)

Lãnh đạo thành phố Đồng Nai, Bộ Khoa học và Công nghệ cùng các đại biểu thực hiện nghi thức khai mạc DigiFest Đồng Nai 2026. (Ảnh: THIÊN VƯƠNG)

Đồng Nai tìm giải pháp thúc đẩy động lực tăng trưởng mới

Với chủ đề “Chuyển đổi số và đổi mới sáng tạo: Từ chủ trương đến thực chất-Kiến tạo động lực tăng trưởng mới cho thành phố Đồng Nai”, ngày 31/10, Ủy ban nhân dân thành phố Đồng Nai phối hợp với Bộ Khoa học và Công nghệ khai mạc Tuần lễ khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số năm 2026 (DigiFest Đồng Nai 2026).

Tọa đàm tại Diễn đàn “Tương lai khoa học, công nghệ, đổi mới sáng tạo và chuyển đổi số quốc gia 2026”. (Ảnh: SATI)

Kết nối công nghệ và hệ sinh thái đổi mới sáng tạo

Để đổi mới sáng tạo có giá trị thực tiễn, Việt Nam cần thúc đẩy kết nối giữa nghiên cứu, công nghệ, doanh nghiệp và thị trường. Trong đó, cần phát huy vai trò trung tâm của doanh nghiệp trong thương mại hóa kết quả nghiên cứu, đồng thời phát triển hạ tầng số, dữ liệu để các nguồn lực được kết nối và sử dụng hiệu quả.

Thứ trưởng Khoa học và Công nghệ Phạm Đức Long phát biểu tại Hội nghị ASEAN về 5G lần thứ 7. (Ảnh: Bộ Khoa học và Công nghệ)

Khai thác hiệu quả 5G, chuẩn bị nền tảng cho 6G

Hạ tầng 5G đang được mở rộng tại nhiều nước ASEAN. Việc đưa mạng lưới vào phục vụ sản xuất, dịch vụ, tạo lợi ích cụ thể cho người dân và doanh nghiệp là bước tiếp theo cần được chú trọng, cùng với chuẩn bị nhân lực, công nghệ và chính sách cho 6G.

Phiên thảo luận cấp cao số 2 trong khuôn khổ Hội nghị Bộ trưởng quốc tế về điện hạt nhân năm 2026. (Ảnh: LAN ANH)

Chia sẻ kinh nghiệm của Việt Nam về xây dựng hệ thống pháp quy hạt nhân hiệu quả

Trong khuôn khổ Hội nghị Bộ trưởng quốc tế về điện hạt nhân năm 2026 tại Hàn Quốc, lãnh đạo Cục An toàn bức xạ và hạt nhân chia sẻ kinh nghiệm của Việt Nam trong xây dựng hệ thống pháp quy hạt nhân, nhấn mạnh yêu cầu hoàn thiện khuôn khổ pháp luật, phát triển năng lực chuyên môn và tăng cường phối hợp giữa các cơ quan liên quan.

World Data Summit là chuỗi hội nghị quốc tế về dữ liệu, phân tích dữ liệu và ứng dụng công nghệ, được GIA Global Group tổ chức, hằng năm từ năm 2018, nhằm tạo diễn đàn kết nối các chuyên gia và nhà quản lý trong lĩnh vực dữ liệu, phân tích và trí tuệ nhân tạo...

Ứng dụng AI để nâng cao năng suất và tạo dư địa tăng trưởng cho doanh nghiệp nhỏ và vừa

Chia sẻ tại World Data Summit APAC 2026, bà Phạm Thị Thu Hằng, Giám đốc 5S Media đã giới thiệu cách tiếp cận 5-RE Growth Cycle từ kinh nghiệm thực tiễn tại đơn vị, với mong muốn cung cấp một gợi ý thực hành để các doanh nghiệp nhỏ và vừa có thể từng bước ứng dụng công nghệ phù hợp với nguồn lực và nhu cầu của mình.