Sản phẩm bảo vệ môi trường
Với sáng kiến tận dụng túi nylon phế thải nhằm bảo vệ môi trường, 5 sinh viên Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội đã biến ý tưởng thành hiện thực, sản xuất thành công những viên gạch lát đường đầu tiên làm từ nylon. Hứa hẹn trong tương lai có thể tái chế nguyên liệu tưởng chừng như bỏ đi này vào trong sản xuất, thay thế các nguyên liệu truyền thống khác.
Bạn Trần Thế Anh, lớp Cầu đường ô tô và sân bay K56 - trưởng nhóm cho biết, hiện số lượng túi nylon xả thải ra môi trường hàng ngày mới chỉ được xử lý theo cách chôn lấp hoặc tái sản xuất. Nhóm nhận thấy, thay vì chôn vùi phải mất nhiều năm để phân hủy nên đưa ra ý tưởng sử dụng túi nylon phế thải để tái chế thành một loại vật liệu có ích và an toàn.
Nhóm sinh viên kỳ vọng gạch được làm từ tái chế túi nylon sẽ được sử dụng rộng rãi giúp giảm thiểu tối đa rác thải từ ra môi trường.
Như Thế Anh phân tích: "Thành phần cấu tạo nên nylon là sự liên kết từ những hạt nhựa polyme, kết cấu rất bền vững và chịu được các chất hóa học như mạnh như axit. Chúng chịu được các lực vật lý tác động lên nên chúng em nghĩ 'Tại sao không thay các chất dính kết trong bê tông bằng chất polymer từ phế thải các túi nylon'?”.
Từ đó cả nhóm quyết định bắt tay vào chế thử một loại vật liệu từ ba nguyên liệu dễ kiếm và quen thuộc: cát, đá và túi nylon.
Bạn Phạm Văn Đức, thành viên nhóm cho biết, để có lượng túi nylon lớn đủ cho thí nghiệm, cả nhóm tìm đến bãi rác Sóc Sơn, Hà Nội để thu lượm.
Nhóm sinh viên nghiên cứu và GS.TS.Phạm Huy Khang, Đại học Giao thông Vận tải.
“Đây là nơi tập kết của rất nhiều loại rác thải khác nhau. Chúng em phải xới tất cả lên để bới tìm túi. Sau hơn 2 ngày chúng em mới có thể thu gom được chừng hơn 20 kg túi nylon phế thải, loại bỏ hết các rác thải xung quanh”.
Lượng túi nylon này được nhóm rửa sạch, phơi khô trước khi đưa vào nghiền nát làm nguyên liệu.
Kỳ vọng được sản xuất rộng rãi
Trong quá trình nghiên cứu, khó khăn nhất của nhóm vẫn là việc tìm ra tỷ lệ pha trộn thích hợp giữa các nguyên liệu. Ban đầu, cả nhóm mất nhiều thời gian ngồi cắt thật nhỏ túi nylon để thử nghiệm vì nghĩ rằng nếu để cả túi, khi gia nhiệt sẽ bị cháy và trộn không đều.
Tuy nhiên, đến khi cắt theo kích cỡ nhỏ, nylon lập tức co lại và vón cục, không có sự gắn kết. Thử nghiệm nhiều lần, đến khi nhóm để túi nguyên vẹn và đun nóng lại cho ra một chất phụ gia có khả năng tăng độ bền cho sản phẩm.
Nhóm sinh viên phải thực hiện trên dưới 50 mẫu thử khác nhau mớ đưa ra được tỉ lệ pha trộn chuẩn giữa đá, cát và nylon ở trong nhiệt độ phù hợp. Trong đó, đá đóng vai trò là vật liệu chịu cường độ, cát để chèn vào các lỗ rỗng giữa các viên đá và ni lông đóng vai trò là chất kết dính.
Sau khi phối trộn các nguyên liệu với tỉ lệ được tính toán cẩn thận, hỗn hợp này đưa vào chảo đun nóng đến nhiệt độ 180-220 độ C. Vất vả nhất là quá trình đun, hỗn hợp đảo liên tục, đều tay để nhựa chảy và bám đều vào các hạt cốt liệu.
Nhóm luôn phân công nhau đứng canh nhiệt độ và độ kết dính, bởi nếu nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp khi polymer chưa đủ kết dính sẽ rất khó trộn hỗn hợp vào khuôn.
Sau khi đạt được độ kết dính nhất định, hỗn hợp quánh lại, phải lập tức cho vào khuôn đúc sẵn, bởi chỉ chừng 30 giây đến 1 phút là hỗn hợp sẽ cứng lại, nếu không nhanh sẽ rất khó để khuôn. Tiếp tục nhóm dùng búa và đầm nén chặt để được thành phẩm cuối cùng.
Để tạo được thành phẩm hoàn chỉnh, nhóm phải qua 50 lần thử nghiệm các công thức khác nhau.
May mắn trong quá trình thử nghiệm, nhóm của Đức nhận được sự hỗ trợ của GS.TS.Phạm Huy Khang, Bộ môn Đường ô tô và sân bay, Đại học Giao thông Vận tải. “Nhờ có thầy mà trong suốt nhiều tháng trời chúng em có không gian làm các thí nghiệm tại xưởng với đủ dụng cụ như máy trộn, máy đầm hay máy ép thành phẩm”.
Cuối cùng, với nguồn kinh phí hạn hẹp, bằng niềm say mê và tâm huyết, nhóm sinh viên cũng tạo ra được sản phẩm đạt kết quả tốt, tính khả thi cao.
GS.TS.Phạm Huy Khang, giảng viên hướng dẫn nhóm nhận định: “Tính ứng dụng của sản phẩm là khả thi, giúp giải quyết một phần bài toán về lượng nylon thải ra môi trường hiện nay ở Việt Nam. Hỗn hợp kết dính này không chỉ được cải tiến tạo ra gạch lát vỉa hè, nó hứa hẹn sẽ tạo ra độ bê tông nhựa trong xây dựng mặt đường ô tô và mặt đường sân bay. Nó hướng tới thay thế các vật liệu xây dựng thân thiện với môi trường.
Đặc biệt, kinh phí sản xuất không đắt hơn các sản phẩm hiện có trên thị trường, nổi bật là tính bảo vệ môi trường, giảm rác thải nhựa. Các em tiếp tục nghiên cứu về độ bền và sức chịu lực của vật liệu trước khi xin nhân rộng sáng kiến”.
Bạn Viphavady Inthapatha (sinh viên người Lào, thành viên trong nhóm) cho biết, để sản xuất ra một viên gạch nặng 3,7kg cần tới 0,9 kg nylon, tương đương lượng túi rác một gia đình thải ra trong 1 tháng. Nếu tận dụng theo cách này thì nguồn rác thải sẽ giảm bớt đi đáng kể
Viphavady Inthapatha chia sẻ về ngành nghề theo học và đề tài nghiên cứu: “Ngành sân bay rất quan trọng với Lào. Lào không có đường ra biển nên việc vận chuyển hàng hóa ra nước ngoài chủ yếu là bằng đường bay.
Được tham gia đề tài này cùng các bạn, em rất vui vì nghĩ nó không chỉ có ý nghĩa với Việt Nam mà cả với nước Lào. Em mong có thể mang công nghệ về áp dụng tại quê hương mình”.
Đề tài về chế tạo vật liệu gạch lát hè từ túi nylon phế thải của nhóm sinh viên Đại học Giao thông Vận tải giành giải Nhất khoa công trình và giải xuất sắc của trường trong Hội nghị nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2019.
Nghiên cứu của nhóm đang tiếp tục dự thi cấp quốc gia về sản phẩm bảo vệ môi trường.
Bình luận