Bài viết

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

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

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

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

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)

Phát minh “xanh” biến khí nhà kính thành nhiên liệu lỏng

Một lò phản ứng điện phân được xây dựng tại Đại học Rice đã tái chế thành công carbon dioxide để tạo ra nhiên liệu lỏng tinh khiết có thể sử dụng trong năng lượng điện.

Các nhà khoa học hy vọng phát minh này sẽ hiệu quả trong việc tái sử dụng khí carbon dioxide và giúp trái đất thoát khỏi hiệu ứng nhà kính.


Phát mình này làm giảm carbon dioxide trong khí quyển và biến nó thành nhiên liệu có giá trị.

Carbon dioxide, tên hóa học là CO2, là loại khí thải gây ra hiệu ứng nhà kính, nguyên nhân làm cho trái đất nóng lên.

Lò phản ứng này được phát triển bởi Phòng thí nghiệm của kỹ sư hóa học và phân tử sinh học Haotian Wang, sử dụng carbon dioxide làm nguyên liệu tạo ra axit formic có độ tinh khiết cao.

Trước đây, axit formic được sản xuất bởi các thiết bị carbon dioxide truyền thống cần các bước thanh lọc tốn nhiều chi phí và năng lượng, Wang nói. Việc sản xuất trực tiếp nhiên liệu axit formic tinh khiết sẽ giúp thúc đẩy các công nghệ chuyển đổi carbon dioxide thương mại.

Wang đã gia nhập Trường Kỹ thuật Brown thuộc Đại học Rice vào tháng 1. Nhóm của ông theo đuổi các công nghệ biến khí nhà kính thành các sản phẩm hữu ích.

Qua các thử nghiệm, các nhà khoa học đã đạt hiệu suất chuyển đổi năng lượng khoảng 42%. Điều đó có nghĩa là gần một nửa năng lượng điện có thể được lưu trữ trong axit formic làm nhiên liệu lỏng.

“Axit formic là chất mang năng lượng. Pin nhiên liệu từ axit formic có thể tạo ra điện và phát thải carbon dioxide, thứ mà bạn có thể lấy và tái chế một lần nữa”, Wang nói.

“Nó cũng là nền tảng trong ngành công nghiệp kỹ thuật hóa học, làm nguyên liệu cho các hóa chất khác và là vật liệu lưu trữ cho hydro. Nó có thể nén khí hydro gấp gần 1.000 lần thể tích, mà điều đó đang là một thách thức lớn đối với những chiếc xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro”, Wang cho biết.

Theo Wang, việc giảm lượng khí carbon dioxide rất quan trọng bởi nó là tác nhân gây nên sự nóng lên toàn cầu. Giờ đây chúng ta có thể tạo ra một vòng khép kín biến carbon dioxide thành một năng lượng quan trọng mà không phát sinh ra thêm nó.

Theo moitruong.com.vn/Nhandan

Sử dụng năng lượng mặt trời có nhược điểm không?

Năng lượng mặt trời mang lại rất nhiều lợi ích cho sinh hoạt, cũng như hoạt động sản xuất kinh doanh, song không ít người vẫn đặt câu hỏi: năng lượng mặt trời có nhược điểm không?

Trên thực tế, năng lượng mặt trời cũng có những nhược điểm đang cần được khắc phục.

  1. Sử dụng năng lượng mặt trời: Chi phí cao

Đây có lẽ là vấn đề gây tranh cãi nhất trong việc sử dụng nguồn năng lượng mặt trời. Việc lưu trữ năng lượng mặt trời tại các hộ gia đình đòi hỏi khoản chi phí khá cao ở giai đoạn ban đầu. Vì vậy, trên thế giới nhiều quốc gia đã khuyến khích việc sử dụng các nguồn năng lượng sạch bằng cách cho vay tín dụng để thực hiện hoặc cho thuê pin mặt trời với những điều khoản có lợi cho người thuê.

Bên cạnh đó, hiện giá của ắc quy tích trữ điện mặt trời còn khá cao so với khả năng chi trả của đại đa số người dân. Do đó, ở thời điểm hiện tại, năng lượng mặt trời chưa có khả năng trở thành nguồn điện duy nhất của các hộ gia đình mà chỉ có thể là nguồn bổ sung cho điện lưới và các nguồn năng lượng khác.

  1. Năng lượng mặt trời không ổn định

Vào ban đêm hay những ngày nhiều mây và mưa, khi không có ánh sáng mặt trời, nguồn năng lượng mặt trời sẽ không được ổn định. Song, so với điện gió, năng lượng mặt trời vẫn là một lựa chọn có nhiều ưu thế.

  1. Điện mặt trời vẫn gây ảnh hưởng tới môi trường

So với các loại năng lượng khác, năng lượng mặt trời vẫn thân thiện với môi trường hơn, nhưng một số quy trình công nghệ để chế tạo các tấm pin mặt trời vẫn phát thải các loại khí nhà kính, hexaflorua lưu huỳnh và nitơ trifluoride. Ở quy mô lớn, việc lắp đặt những cánh đồng pin mặt trời cũng cần những diện tích đất nhẽ ra được dành cho cây cối và thảm thực vật nói chung.

  1. Sử dụng nhiều nguyên liệu quý hiếm và đắt tiền

Ngày nay, việc sản xuất các tấm pin mặt trời đòi hỏi phải sử dụng cadmium telluride (CdTe) hoặc gallium selenide indi (CIGS) – những nguyên liệu rất quý hiếm và đắt tiền, điều này dẫn đến sự gia tăng chi phí.

  1. Mật độ năng lượng không cao

Một trong những thông số quan trọng của nguồn điện mặt trời là mật độ công suất trung bình, được đo bằng W/m2 và được mô tả bằng lượng điện năng có thể thu được từ một đơn vị diện tích nguồn năng lượng. Chỉ số này đối với điện mặt trời là 170 W/m2 – nhiều hơn các nguồn năng lượng tái tạo khác, nhưng thấp hơn dầu, khí, than và điện hạt nhân. Vì lý do này, để tạo ra 1kW điện từ nhiệt năng mặt trời đòi hỏi một diện tích khá lớn của các tấm pin mặt trời.

VNCPC