Phần Lan phát triển được vật liệu bằng gỗ và tơ tằm thay thế nhựa

/in /by

Các nhà khoa học Phần Lan đã hiện thực hóa được ước mơ lâu đời của các nhà khoa học là tạo ra được loại vật liệu vừa bền vừa đàn hồi có thể thay thế cho nhựa.

Theo eurekalert, từ lâu, các nhà khoa học đã mong muốn tạo ra được loại vật liệu vừa bền vừa kéo giãn được: sự gia tăng độ bền thường có nghĩa là mất độ đàn hồi và ngược lại. Nhưng mới đây, các nhà khoa học ở Đại học Aalto và Trung tâm nghiên cứu kỹ thuật VTT của Phần Lan đã phát triển được loại vật liệu với những đặc tính đó.

Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một vật liệu mới bằng cách kết hợp các sợi xenlulo của gỗ và protein tơ nhện (spider webs). Kết quả là họ đã thu được một loại vật liệu rất bền và đàn hồi có thể được sử dụng như một sự thay thế có thể cho nhựa trong vật liệu composite sinh học, y học, sợi phẫu thuật, dệt may và bao bì.

Cellulose từ gỗ và tơ nhện có thể tạo thành vật liệu thay thế nhựa – Ảnh: Eeva Suorlahti

Theo giáo sư Marcus Linder của Đại học Aalto, thiên nhiên cung cấp cho con người các thành phần tuyệt vời để phát triển các vật liệu mới. Tuy nhiên, ưu điểm của loại vật liệu mới do các nhà khoa học Phần Lan phát triển là có khả năng phân hủy sinh học và không gây hại cho thiên nhiên.

Nhóm khoa học đã sử dụng bạch dương làm nguyên liệu gỗ: gỗ được chia thành các hạt cellulose và làm từ chúng những bộ khung. Họ đã thêm vào đó tơ – một loại sợi tự nhiên mà một số loài côn trùng sản xuất, cụ thể, các nhà khoa học đã sử dụng tơ tằm, được tạo ra bằng cách sử dụng vi khuẩn với ADN tổng hợp (bacteria with synthetic DNA).

Các nhà khoa học lưu ý rằng công trình của họ là bằng chứng cho thấy công nghệ có các khả năng mới và phổ quát. Trong tương lai, họ có kế hoạch sản xuất vật liệu composite tương tự để tạo ra các khối xây dựng khác nhau với các đặc điểm khác nhau.

Theo Moitruong.com.vn/Motthegioi.vn (17/9/2019)

Lá cây nhân tạo hấp thụ ánh sáng mặt trời tạo ra thuốc

/in /by

Các nhà nghiên cứu thuộc Trường đại học Công nghệ Einhoven (Hà Lan) đã tạo ra một loại lá cây nhân tạo có thể hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo ra thuốc dành cho con người và gần như không có trở ngại gì để đưa công nghệ này vào thực tiễn, trừ một điều là chỉ có thể áp dụng nó vào ban ngày khi có ánh sáng mặt trời.

Nhóm nghiên cứu đã tiến hành dự án này được một thời gian và giới thiệu mẫu vật đầu tiên vào năm 2016. Đến nay, công nghệ đã tiến bộ hơn nhiều và các nhà nghiên cứu cho biết chiếc lá nhân tạo có màu sắc đẹp mắt này có thể sử dụng để tạo ra gần như bất kì loại thuốc nào.

Tận dụng những thành tố có sẵn trong tự nhiên, những chiếc lá nhỏ xíu này vận dụng những kênh phức tạp có đường dẫn giống như mao mạch trong các chiếc lá thật.

Ánh sáng mặt trời chiếu vào những dòng dung dịch chảy trong lá nhân tạo sẽ tạo thành những phản ứng hóa học.


Chiếc lá “kháng điện” tí hon.

Thông thường quá trình này cần phải sử dụng năng lượng điện, hóa chất thô hoặc cả hai thứ, nhưng bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời làm năng lượng để sản xuất thuốc.

Các nhà khoa học cho rằng những hệ thống như vậy sẽ được sử dụng ở những nơi khan hiếm thuốc và không có đủ điều kiện sản xuất thuốc. Sản xuất thuốc chữa bệnh sốt rét trong rừng, nơi không có điện lưới sẽ trở nên dễ dàng hơn nhiều nhờ những tiến bộ khoa học này.

Ông Timothy Noel, trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết gần như không có trở ngại gì để đưa công nghệ này vào thực tiễn, trừ một điều là chỉ có thể áp dụng nó vào ban ngày khi có ánh sáng mặt trời. Những chiếc lá nhân tạo hoàn toàn có thể nhân rộng, bất cứ nơi nào có mặt trời là chúng hoạt động được.

Việc nhân rộng rất dễ dàng và do tính chất tự cung cấp năng lượng và giá thành không hề đắt, chúng rất phù hợp để dùng trong quá trình sản xuất hóa chất cần tiết kiệm chi phí.

Theo Khánh Ly/moitruong.com.vn/Dantri (16/9/2019)

Sản xuất nước từ không khí

/in /by

Trong một thời gian dài, các nhà khoa học và công nghệ đã nghiên cứu các vật liệu hấp thụ nước từ không khí. Thông thường, những trang thiết bị sản xuất nước này yêu cầu vật liệu với kích thước hoặc số lượng lớn để tạo ra lượng nước đủ để sử dụng. Thiết bị tương tự thường có hiệu quả trong các khu vực có độ ẩm cao.

Gần đây, các nhà nghiên cứu thuộc trường Đại học California, Berkeley phát minh một hệ thống sản xuất nước từ không khí di động, hoạt động theo nguyên tắc tương tự như các thiết bị hấp phụ hơi nước cũ, nhưng với chi phí thấp hơn, không cần nhiều không gian và độ ẩm cao.

Bí mật thiết kế của các nhà nghiên cứu nằm trong quá trình hấp phụ hơi nước và giải hấp. Đây là một chuỗi các quá trình, trong đó một miếng vật chất rắn nhỏ giữ hơi nước hoặc chất lỏng trên bề mặt và sau đó giải phóng chất lỏng thu được.

Sơ đồ thiết bị hấp phụ nước từ không khí. Ảnh UC Berkeley

Thông thường, các vật liệu rắn này xốp, có được diện tích bề mặt lớn để giữ không khí hoặc các hạt hơi nước đọng lại.

Các nhà khoa học báo cáo chi tiết kết quả nghiên cứu trong Trung tâm Khoa học ACS. Theo bản báo cáo, công nghệ này là một thiết bị có kích thước bằng lò vi sóng được trang bị quạt sẽ hút không khí qua một hộp hấp phụ nước chứa MOF. MOF là khung hữu cơ kim loại, có độ xốp cao cũng như các chất hấp phụ khác. MOF sẽ hấp phụ nước từ không khí, sau đó MOF được làm nóng để giải hấp, hơi chất lỏng bay ra được đưa đến thiết bị ngưng tụ.

Hộp hấp thụ MOF nhỏ gọn có kích thước 10 inch vuông (25,4 cm2) và dày 5 inch (12, 7cm). Có hai bộ hệ thống kênh kết nối với hộp hấp phụ MOF, một bộ được sử dụng để đưa không khí có hơi nước vào hộp chất hấp phụ, bộ kia sẽ chuyển hơi nước vào bình ngưng.

Các nhà nghiên cứu tuyên bố, với 1kg chất hấp phụ có thể sản xuất 1,3 lít nước mỗi ngày. Nhưng sau khi thử nghiệm thiết bị liên tiếp trong ba ngày trên sa mạc Mojave ở California, 1kg chất hấp phụ chỉ cho 0,7 lít nước mỗi ngày. Mặc dù mức nước thu được là 50% theo lý thuyết, nhưng cũng đã là một kết quả đáng kể.

Giáo sư hóa học của trường Đại học California (UC) Berkeley, ông Omar Yaghi, trưởng nhóm nghiên cứu phân tích, để ngưng tụ nước từ không khí ở độ ẩm thấp – độ ẩm tương đối dưới 40% – cần làm lạnh không khí xuống dưới mức đóng băng, đến 0 độ C, công nghệ này không thực tế. Với thiết bị mới có thể thu được nước ở độ ẩm rất thấp mà không cần làm lạnh, không có vật liệu nào ngoài MOF có thể làm điều đó. Công nghệ này cũng không giống như máy hút ẩm, hoạt động ở độ ẩm tương đối cao. Đây là công nghệ hấp phụ nước.

Mặc dù thiết bị sản xuất nước khá đơn giản, nhưng tính di động, gọn nhẹ và khả năng sản xuất nước ngay cả ở nơi độ ẩm dưới 40% đã khiến thiết bị có tính ứng dụng rất cao, rất cần thiết cho vùng sâu, vùng xa, hải đảo, vùng khô hạn và những nơi không có sẵn nguồn nước ngầm do có thể cung cấp nước uống thường xuyên trong những tình huống khó khăn phức tạp. Thiết bị dễ sản xuất, nâng cấp cải tiến và nhanh chóng đưa vào ứng dụng trong thực tế đời sống.

Theo Báo Khoa học đời sống

Sử dụng tinh bột mì làm túi nilon và nhựa sinh học

/in /by

Anh Nguyễn Châu Long – Công ty Cổ phần Thiên Kim An – đã bước sang một hướng sản xuất mới đó là sử dụng tinh bột để tạo ra các túi nilon và nhựa hữu cơ như chai nhựa, bao tay, ống hút….

Đang trong quá trình phát triển kinh doanh ổn định về thiết bị máy móc, được người quen giới thiệu qua làm nhựa hữu cơ, bước đầu anh còn bỡ ngỡ khi đây thực sự là thách thức bản thân nhưng dần dần anh càng nghiên cứu thì càng hứng thú, nếu thành công anh sẽ góp phần trong việc hạn chế rác thải thải ra bên ngoài.

Sử dụng nhựa hữu cơ giúp giảm đáng kể nhựa vô cơ và thân thiện với môi trường.

Tuy nhiên khó khăn còn lớn hơn khi anh bắt tay vào thực hiện, đó chính là nguyên liệu, theo hồ sơ anh thu thập được, muốn tạo ra nhựa hữu cơ phải có hạt BLA (tinh bột bắp), nguyên liệu này chỉ có ở Mỹ sản xuất được, đây là thành phần không thể thiếu trong quá trình tạo ra nhựa hữu cơ.

Anh bắt đầu tìm nguyên liệu sau đó phải khảo sát từng nhà máy để tìm ra máy phù hợp với loại hạt này, xong hai quá trình anh mất gần nửa năm để đưa máy và nguyên liệu về Việt Nam, bắt đầu chạy thử nghiệm, chi phí hạt BLA nhập từ Mỹ quá lớn nếu áp dụng giá của châu Âu thì người Việt rất khó hướng tới, sau thời gian nghiên cứu anh sự dụng tinh bột mì (sắn) hòa trộn với BLA cho ra hỗn hợp tinh bột hữu cơ, từ đó chi phí cho hạt BLA giảm đi đáng kể.

Anh Long chia sẻ “Việt Nam là quốc gia nông nghiệp nên mì (sắn) rất nhiều, dường như có quanh năm nên chúng tôi hướng đến loại tinh bột này, ngoài ra giá thành không quá cao, hòa trộn cùng với hạt BLA thêm một số phụ gia làm chất kết dính sẽ cho ra hỗn hợp hữu cơ rất tốt cho việc sản xuất nhựa hữu cơ”.

Tăng cường tuyên truyền để người dân hiểu hơn về nhựa hữu cơ.

Theo anh Long thì khi thành phẩm giá thành sẽ cao hơn từ 2,5 đến 3 lần so với nhựa thông thường, nên đầu ra cho sản phẩm chính là nổi lo tiếp theo của anh và công ty. Tuy nhiên, vì mục tiêu chung là cải thiện môi trường và hạn chế rác thải anh hi vọng người dân và chính quyền thay đổi cách nhìn về sản phẩm thân thiện với môi trường.

“Hiện tại bước đi đầu tiên của công ty chính là tạo ra các sản phẩm như túi ni lông hữu cơ, bao tay… xa hơn chính là chai nhựa, ống hút, ly… Các sản phẩm này nếu để trong môi trường tự nhiên thì chỉ cần 2 năm sẽ tự phân hủy còn ở môi trường chôn lắp thì thời gian phân hủy từ 12-18 tháng” Anh Long cho biết thêm.

Chỉ cần mất từ 12 tháng đến 24 tháng các nhựa hữu cơ sẽ tự phân hủy tạo thành CO2 và nước, không gây độc hại cho môi trường đất và nước.

So sánh giữa nhựa hóa học và nhựa hữu cơ có thể thấy hiệu quả mà nhựa hữu cơ mang lại, lấy túi ni lông làm ví dụ, nếu để túi ni lông vô cơ tự phân hủy thì cần khoảng 500 năm, thậm chí còn dài hơn, khi bị phân hủy sẽ tạo thành các hạt vi nhựa, chính các hạt vi nhựa này là thức ăn cho động vật và cá, sau đó chính con người ăn chính các loài động vật đó, nó cứ xoay vòng mãi dẫn đến tình trạng ung thư ở người ngày càng tăng lên.

Nhưng đối với túi ni lông hữu cơ thì khi phân hủy sẽ tạo thành CO2 và nước, giải phóng ra bên ngoài, cây sẽ hấp thụ CO2, rễ cây sẽ hấp thụ nước, không có ảnh hưởng gì cho đất và nguồn nước vì thành phần chủ yếu là tinh bột.

Hiện tại sản phẩm túi nilon hữu cơ đã được công ty đưa sang châu Âu kiểm tra chất lượng, nếu đúng hàm lượng hữu cơ có trong sản phẩm thì sẽ cấp phép đưa sản phẩm vào châu Âu (năm 2021 tất cả các nước châu Âu sẽ cấm đồ nhựa hóa học). Anh Long cũng mong muốn các cơ quan chính quyền phối hợp với doanh nghiệp chung tay vì một môi trường Việt Nam bền vững, không còn rác thải hóa học, không còn túi ni lông và nhựa dùng 1 lần.

Theo Khánh Ly/moitruong.com.vn/BVMT (11/9/2019)

97 quốc gia phê chuẩn lệnh cấm xuất khẩu rác thải nguy hiểm

/in /by

97 quốc gia thông qua Công ước Basel đã phê chuẩn lệnh cấm xuất khẩu rác thải nguy hiểm, dự kiến bắt đầu có hiệu lực từ ngày 5/12 tới.

Trong một thông cáo báo chí ngày 9/9, mạng lưới Basel Action Network (BAN), một mạng lưới phi chính phủ đấu tranh chống các hoạt động xuất khẩu rác thải nguy hiểm, cho biết lệnh cấm trên đã được đa số các nước tham gia Công ước Basel sửa đổi năm 1995 thông qua, theo đó cấm các nước thành viên Liên minh châu Âu (EU), các nước thành viên Tổ chức Hợp tác và Phát triển kinh tế (OECD) và Liechtenstein xuất khẩu rác thải sang các quốc gia khác.


Rác thải nhựa tràn ngập tại sông Citarum ở Bandung, Tây Java, Indonesia, ngày 26/6/2019. Ảnh: THX/ TTXVN

97 quốc gia thông qua Công ước Basel đã phê chuẩn lệnh cấm này. Theo dự kiến, lệnh cấm trên sẽ bắt đầu có hiệu lực từ ngày 5/12 tới.

Những quốc gia không phê chuẩn lệnh cấm này gồm Mỹ, Canada, Nhật Bản, Australia, New Zealand, Hàn Quốc, Nga, Ấn Độ, Brazil và Mexico.

Trước đó vài tháng, Liên hợp quốc cho biết gần như tất cả các nước trên thế giới đã nhất trí sửa đổi Công ước Basel, một khuôn khổ pháp lý mang tính ràng buộc nhằm ngăn chặn rác thải nhựa, vốn đã trở thành mối đe dọa lớn đối với môi trường biển.

Theo Công ước Basel sửa đổi, được 180 chính phủ thông qua, các loại nhựa thải không phù hợp để tái chế sẽ được bổ sung vào danh sách rác thải cần quản lý và cần phải có sự đồng ý của các nước nhập khẩu trước khi xuất sang các nước này.

Trong một thông cáo báo chí, Ban thư ký Công ước cho biết công ước sửa đổi trên sẽ “khiến cho hoạt động buôn bán rác thải nhựa trên toàn cầu trở nên minh bạch hơn và được quản lý tốt hơn, trong khi đảm bảo rằng việc xử lý chúng sẽ an toàn với sức khỏe con người và môi trường”.

BAN đã đánh giá cao việc đưa quy định quan trọng này vào luật để thúc đẩy tính pháp lý của vấn đề môi trường ở quy mô thế giới.

Theo TTXVN (10/9/2019)

Công nghệ mới có thể sản xuất nước sạch cho hàng triệu người

/in /by

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu mới có khả năng đẩy nhanh quá trình bay hơi khiến một bể chưng cất mặt trời nhỏ vẫn cung cấp đủ nước ngọt cho một gia đình.

Nếu công nghệ này trở nên đủ rẻ, nó có thể cung cấp nước cho hàng triệu người nghèo.

Theo UNICEF, hiện nay 783 triệu người, tức cứ gần 10 người thì có một người thiếu nước sạch, và họ phải mất tổng cộng 200 triệu giờ mỗi ngày để lấy nước từ các nguồn ở rất xa. Trong khi đó, các thiết bị dạng bể sử dụng năng lượng mặt trời để bay hơi nước bẩn hoặc nước mặn và ngưng tụ hơi nước thành nước uống sạch có nhược điểm là đắt đỏ và chỉ có thể sản xuất đủ nước ngọt cho một gia đình nhỏ. Mặt khác, các công nghệ lọc nước bị ô nhiễm và khử mặn nước biển thường đòi hỏi đầu tư lớn về cơ sở hạ tầng và tốn nhiều năng lượng vận hành, do đó nằm ngoài tầm với của nhiều cộng đồng.

Một loại gel đặt trong bể chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời giúp tạo ra một lượng nước ngọt kỷ lục.

Bể chưng cất năng lượng mặt trời truyền thống là một thùng có đáy màu đen, chứa đầy nước và trên cùng được đậy bằng thủy tinh hoặc nhựa trong. Đáy đen hấp thụ ánh sáng mặt trời, làm nước bay hơi và để lại các chất gây ô nhiễm phía sau. Hơi nước sau đó ngưng tụ trên tấm đậy và nhỏ giọt vào một bể chứa.

Cách này tạo ra ít nước sạch vì các tia mặt trời phải làm nóng toàn bộ thể tích nước trước khi nước bắt đầu bay hơi. Các phiên bản thương mại hiện nay có thể sản xuất khoảng 0,3 lít nước mỗi giờ trên một mét vuông (L/h/m2) diện tích mặt nước. Một người trung bình cần khoảng 3 lít nước mỗi ngày, vậy để cung cấp đủ nước uống cho một gia đình nhỏ cần một diện tích khoảng 5 mét vuông. Khi hoạt động ở công suất tối đa, các thiết bị như vậy chỉ có thể sản xuất 1,6 L/h/m2.

Gần đây, các nhà nghiên cứu đã nâng cấp bể chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời để tạo ra phương pháp lọc nước giá rẻ thay thế cho các công nghệ này. Guihua Yu, một nhà khoa học vật liệu tại Đại học Texas ở Austin, và các đồng nghiệp gần đây đã tìm ra một phương pháp khắc phục hạn chế này. Họ đã tạo ra một miếng hydrogel từ hai loại polymer, một loại polymer liên kết với nước gọi là polyvinyl alcohol (PVA), một loại khác hấp thụ ánh sáng gọi là polypyrrole (PPy) sau đó đặt tấm gel này lên bề mặt nước trong các bể chưng cất.

Bên trong gel, một lớp các phân tử nước liên kết chặt chẽ với PVA, mỗi phân tử nước tạo ra nhiều liên kết hóa học được gọi là liên kết hydro. Do đã “dành chỗ” cho liên kết với PVA nên các phân tử nước chỉ còn giữ sự liên kết lỏng lẻo với các phân tử nước gần đó, tạo ra thứ mà Yu gọi là “nước trung gian” (intermediate water) giữ lại trong gel, khiến chúng bay hơi dễ dàng hơn so với nước thường. Với công nghệ này, bể chưng cất nước năng lượng mặt trời của Yu tạo ra 3,2 L/h/m2 nước, gấp đôi giới hạn lý thuyết, theo công bố của họ trên Nature Nanotechnology vào năm 2018.

Hiện nay, Yu và đồng nghiệp đã tạo ra một hydrogel thậm chí còn tốt hơn nữa. Họ trộn chitosan – một loại polymer thứ ba có khả năng hút nước rất mạnh, vào gel để tạo ra một loại gel có khả năng giữ được nhiều nước hơn và tăng lượng nước trung gian được giữ trong gel. Một bể sử dụng loại hydrogel mới này chưng cất nước với tốc độ 3,6 L/h/m2, cao hơn các loại đã được thương mại hóa trên thị trường tới 12 lần. Công bố này mới được xuất bản trên Science Advances.

“Đây là một điểm khởi đầu tuyệt vời”, Peng Wang, một kỹ sư môi trường tại Đại học KH&CN King Abdullah ở Thuwal, Ả Rập Saudi, nói. Wang lưu ý, với tốc độ này, một bể có diện tích 1 mét vuông có thể sản xuất khoảng 30 lít nước uống sạch mỗi ngày, đủ đáp ứng nhu cầu cho một gia đình nhỏ. Ngoài ra, cả ba polymer để tạo ra loại hydrogel này đều có sẵn trên thị trường với mức giá rẻ và sẽ giúp cung cấp nước sạch cho những người cần nguồn nước nhất.

Theo Tiasang.com.vn/Scp.gov.vn