Hình dung một ngôi nhà an toàn hơn, được xây dựng từ những thứ mà chúng ta thường vứt đi — đó không phải là mơ mộng nữa. Các nhà khoa học từ Thụy Sĩ vừa tạo ra một phát hiện thú vị: bã gỗ, chất thải phổ biến từ các nhà máy gỗ, có thể trở thành nguyên liệu chính để chế tạo tấm chống cháy hiệu quả cho các tòa nhà.
Từ rác thải đến giải pháp an toàn
Mỗi năm, ngành công nghiệp gỗ tạo ra hàng triệu tấn bã gỗ. Phần lớn chất thải này bị đốt để lấy năng lượng hoặc được chôn vào bãi rác. Nhưng một nhóm nghiên cứu từ Đại học ETH Zurich và Empa (Thụy Sĩ), cùng với các đồng nghiệp từ Đại học Bách khoa Turin, đã nhìn thấy tiềm năng khác.
Họ kết hợp bã gỗ với struvite — một chất khoáng được biết đến từ lâu vì khả năng chống cháy tuyệt vời. Struvite là một hợp chất phosphate ammonium magiê, có tính chất tinh thể. Tuy nhiên, nó quá dễ vỡ để sử dụng một mình, chính vì thế cần phải trộn với vật liệu khác để tạo độ bền.
Bí mật từ hạt dưa hấu
Thách thức lớn nhất là làm sao để struvite kết dính tốt với bã gỗ. Cách struvite kết tinh thường không cho phép nó gắn chặt vào các hạt gỗ.
Đó là lúc các nhà khoa học tìm ra một giải pháp sáng tạo: sử dụng enzyme từ hạt dưa hấu. Enzyme này giúp kiểm soát cách struvite kết tinh từ một dung dịch chứa newberyite — một khoáng chất tiền thân. Kết quả? Những tinh thể lớn được hình thành, lấp đầy tất cả các khoảng trống giữa các hạt gỗ vân sam, tạo nên sự kết dính chắc chắn.
Vật liệu "thông minh" chống cháy
Những tấm vật liệu được ép trong khuôn trong hai ngày, sau đó được lấy ra và phơi khô ở nhiệt độ phòng. Khi kiểm tra độ bền, các nhà khoa học phát hiện điều bất ngờ: tấm này chịu nén tốt hơn cả gỗ vân sam nguyên chất!
Nhưng điều thực sự ấn tượng là khả năng chống cháy. Khi được nung nóng, struvite tự động phân hủy, giải phóng hơi nước và amoniac. Quá trình này hấp thụ nhiệt từ môi trường xung quanh, tạo hiệu ứng làm mát. Đồng thời, các khí không cháy được phát hành sẽ chiếm chỗ của oxygen, làm "đói" ngọn lửa và ngăn chặn nó lan rộng.
Nhẹ hơn, bền hơn, tái chế được
Theo các thử nghiệm ban đầu, những tấm này cung cấp mức độ bảo vệ chống cháy tương đương với những tấm xi-măng hiện nay, nhưng nhẹ hơn rất nhiều. Và đây là điểm khác biệt quan trọng: khi những tòa nhà được tháo dỡ, các tấm xi-măng thường bị vứt đi, còn tấm struvite-bã gỗ này có thể được tái chế. Chỉ cần xay nhỏ, nung nóng ở 100°C, rồi tách bã gỗ ra và lấy lại newberyite để sử dụng tiếp.
Nghiên cứu này, do Ronny Kürsteiner từ ETH Zurich dẫn dắt, vừa được công bố trên tạp chí Chem Circularity. Đó là một bước tiến đáng khích lệ trong việc biến chất thải thành tài sản, giúp các tòa nhà của chúng ta vừa an toàn hơn vừa thân thiện với môi trường hơn.
Bình Luận