Đề tài “Chế tạo vật liệu xốp nano (X-erogel) từ giấy tái chế ứng dụng trong xử lý ô nhiễm dầu” đã xuất sắc giành giải nhì giải thưởng nghiên cứu khoa học Euréka năm 2015.
Ngô Thị Thu Thảo, thành viên nhóm nghiên cứu còn nhớ như in những lần đi “lùng” hóa chất để làm thí nghiệm. “Để thực hiện đề tài, mỗi thành viên trong nhóm đều phải tự bỏ tiền túi để mua vật liệu. Vậy nên, chúng em phải tìm kiếm được những hóa chất vừa tốt vừa rẻ để tiết kiệm chi phí”- Thảo kể.
Cùng nhau nghiên cứu một đề tài rất mới, chưa từng có người thực hiện tại Việt Nam, nhóm 3 nữ sinh viên trường ĐH công nghiệp TP.HCM đã gặp thất bại rất nhiều lần trong việc tạo ra vật liệu thấm dầu.
Quá trình sấy để tạo ra vật liệu là công việc khó khăn nhất đối với nhóm. Ở các nước tiên tiến có hẳn máy sấy có thể điều khiển được áp suất. Tuy nhiên, nhóm phải thực hiện công đoạn sấy với máy sấy bình thường, tủ sấy không thể kiểm soát được quá trình bay hơi của vật liệu. Vì thế nhóm đã thực hiện rất nhiều lần để cho kết quả tối ưu nhất.
“Phòng thí nghiệm của trường mỗi ngày có hàng trăm lượt sinh viên các khoa đến làm đề tài. Vậy nên nhóm em phải “canh” vào lúc thấp điểm từ chiều tối để tiến hành thí nghiệm. Nhiều hôm cả nhóm mang luôn cơm hộp, nước uống đến “đóng đô” luôn trong phòng. May mắn là thầy cô rất tạo điều kiện mở cửa phòng để chúng em thực hiện đề tài” - Trần Thị Mơ, thành viên nhóm kể.
Nói về lý do chọn đề tài "khoai" này để thực hiện, nhóm cho biết, vùng biển Việt Nam là loại biển mở nối liền Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, là một trong những trục hàng hải có lưu lượng tàu bè qua lại rất lớn, trong đó 70% là tàu chở dầu.
Cũng chính vì lưu lượng tàu chở dầu lớn nên đã có nhiều sự cố tràn dầu gây ô nhiễm môi trường xảy ra, làm ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ sinh thái biển. Để xử lý những sự cố này, Việt Nam chúng ta thường sử dụng những vật liệu phổ biến như: Phao quay thấm dầu, tấm thấm dầu, cuộn thấm dầu, giấy thấm dầu… Tuy nhiên, giá thành của các loại vật liệu này còn cao do phải nhập khẩu từ nước ngoài.
“Giấy là vật liệu rất rẻ tiền, có sẵn ở mọi nơi trong cuộc sống hằng ngày. Vậy tại sao chúng ta lại không tận dụng tính chất hấp thu của giấy để chế tạo một vật liệu thấm dầu?” - Ngô Thị Thu Thảo chia sẻ về những băn khoăn của nhóm.
Thảo cho biết, nguyên liệu để chế tạo vật liệu hấp thụ dầu gồm 4 thành phần chính: Cellulose, NaOH, Urea và nước. Cellulose có độ xốp cao với cấu trúc mạng lưới nhờ các sợi cellulose liên kết với nhau. Các nguyên tử, phân tử, ion có trong dòng khí sau khi đi qua vật liệu sẽ bị giữ lại trong các khe hở hoặc bề mặt của vật liệu.
Trong quy mô phòng thí nghiệm, giấy được xé nhỏ và đưa vào máy xay nhỏ. Sau đó, tiến hành pha trộn hỗn hợp giấy, NaOH và Urea thành một dung dịch. Tiếp tục cho dung dịch phản ứng đồng hóa để làm mịn sợi Cellulose có trong giấy, gia tăng liên kết giữa hóa chất và sợi.
Hỗn hợp này sẽ được làm lạnh ở môi trường 18oC, sau đó lại được rã đông ở nhiệt độ thường và ngâm với ethanol. Quá trình ngâm ethanol với mục đích phân rã Ure còn thừa trong mẫu. Sau khi lượng Urea được rửa sạch. Mẫu tiếp tục được sấy ở nhiệt độ 40oC trong vòng 24 giờ.
“Vật liệu xốp này có khả năng hấp thụ dầu rất cao, có thể lên tới gấp 9 lần khối lượng ban đầu của nó. Điều quan trọng là chi phí chế tạo vật liệu này rất rẻ, phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam”, Thân Thị Mai, thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ.