Ý tưởng tạo ra những chiếc khẩu trang phòng dịch, túi đựng đồ ăn bằng việc tái chế các phế phẩm nông nghiệp của Mai Phương và Thu Ngân (Hải Phòng) được Hội đồng Ban giám khảo cuộc thi KHKT cấp thành phố đánh giá cao.
Khẩu trang làm bằng thân cây chuối
Đến với cuộc thi KHKT cấp thành phố năm học 2021 - 2022, Mai Phương và Thu Ngân, học sinh lớp 12A, Trường THPT Lê Hồng Phong (quận Hồng Bàng, TP Hải Phòng) có dự án “Chế tạo vật liệu tự phân hủy từ phế phẩm nông nghiệp ứng dụng làm khẩu trang y tế và đồ đựng thực phẩm”. Đây là đề tài thuộc lĩnh vực kĩ thuật môi trường. Đề tài được lãnh đạo Sở GD&ĐT Hải Phòng đánh giá cao bởi tính thời sự và ứng dụng thực tiễn.
Chia sẻ về lý do chọn đề tài, Mai Phương cho hay, tình hình dịch bệnh Covid-19 ngày càng diễn biến phức tạp. Các thiết bị y tế, đặc biệt là chiếc khẩu trang có vai trò quan trọng. Chính nhu cầu sử dụng khẩu trang tăng cao khiến lượng rác thải ngày càng tăng, gây ô nhiễm môi trường.
Ngoài ra, Mai Phương và Thu Ngân luôn trăn trở: “Liệu có thể thay thế chiếc khẩu trang phải mất 5 - 7 năm phân hủy bằng những chiếc khẩu trang được làm từ nguyên liệu tưởng chừng như bỏ đi và hoàn toàn thân thiện với môi trường không? Có thể tự sản xuất một loại vật liệu thay thế cho hộp nhựa – mối nguy hại đối với sức khỏe con người chỉ trong một thời gian ngắn tại nhà, giúp tiết kiệm nhiều chi phí?”.
Ý tưởng làm khẩu trang bằng thân chuối và bã mía được cô giáo Nguyễn Thị Hương (giáo viên dạy Hóa) đồng tình ủng hộ, Mai Phương và Thu Ngân đã bắt tay vào xây dựng kế hoạch và thực hiện quy trình thu gom, sản xuất khẩu trang.
Xuất hiện trong vòng chung khảo cuộc thi KHKT cấp thành phố với chiếc khẩu trang là sản phẩm do chính tay làm ra, Mai Phương rất tự tin. Thoáng nhìn, từ hình dáng đến kích thước, sản phẩm của hai em không khác so với các loại khẩu trang y tế thông thường. Nhưng nhìn kĩ, nó có những khác biệt với màu nâu đặc trưng, được kết nối bởi các xơ sợi tự nhiên tái chế từ thân cây chuối và bã mía.
Mai Phương cho hay: “Đề tài mà chúng em theo đuổi không chỉ giảm thiểu một lượng lớn phế phẩm nông nghiệp, mà còn hạn chế sự “ô nhiễm trắng” từ rác thải nhựa và các loại đồ đựng thực phẩm như túi nilon, hộp nhựa khó phân hủy”.
Để tạo nên một quy trình khép kín, giảm tối đa chi phí xử lý, Mai Phương và Thu Ngân đã cùng nhau khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình chế tạo vật liệu, đặc tính của khẩu trang; nghiên cứu cách chế tạo lớp lọc không khí bằng cách sử dụng than hoạt tính từ bã mía; khảo sát và so sánh thời gian phân hủy của vật liệu so với khẩu trang y tế thông thường.
“Quá trình nghiên cứu chúng em thường đặt ra các câu hỏi để giải quyết từng vấn đề như: Quy trình chế tạo vật liệu như thế nào? Đặc tính về độ pH, độ bền, độ giãn, độ thấm nước của vật liệu ra sao? Vật liệu có thể thay thế cho khẩu trang y tế hiện nay? Ngoài khẩu trang, có thể chế tạo ra các sản phẩm khác để bảo vệ con người khỏi nguy cơ nhiễm độc?”, Thu Ngân tiếp lời.
Ước mơ vươn xa
Để chế tạo ra chiếc khẩu trang, đôi bạn đã cùng nhau tham khảo quy trình sản xuất và chuẩn bị những dụng cụ cần thiết như: Giấy thử độ pH, máy xay, khung ép giấy khô, lò nung. Nguyên liệu sản xuất đơn giản gồm: Thân cây chuối, bột NAOH, bã mía, bột keo, nano bạc, Glycerin, nước cất.
Thu Ngân cho biết, bước đầu tiên là quy trình chế tạo than hoạt tính từ bã mía. Bã mía sau khi thu gom đem ép cho đến khi hết nước, rửa lại nhiều lần với nước cất để loại bỏ đường và tạp chất sau đó cắt nhỏ, phơi khô dưới ánh nắng Mặt trời và nung yếm khí ở 150 - 200 độ C trong vòng 6 giờ rồi nghiền nhỏ thành bột mịn.
Cây chuối sau khi thu gom về rửa sạch, băm nhỏ, phơi khô, ngâm trong hóa chất sau đó rửa sạch, xay nhuyễn với bột keo. Quá trình trải ra khung, phơi khô sẽ cho ra sản phẩm, đây chính là thân khẩu trang. Thời gian phơi khô là lâu nhất trong quy trình thực hiện.
“Các mẫu vật liệu được chúng em đo đạc và phân tích tại phòng vật liệu polymer thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Việt Nam. So sánh với các tiêu chí kĩ thuật của khẩu trang thông thường, qua phân tích, khẩu trang của chúng em đã đạt được những yêu cầu về độ bền kéo đứt, độ giãn dài khi đứt, độ thấm nước của tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam về khẩu trang y tế thông thường”, Mai Phương cho biết.
Được chế tạo từ phế phẩm nông nghiệp vì thế chiếc khẩu trang mà 2 nữ sinh làm ra có thể tự phân hủy trong nhiều môi trường khác nhau. Sau khi sử dụng nếu được thu gom và ủ xuống đất ẩm, khẩu trang tự phân hủy trong 8 tuần và có thể sử dụng làm phân bón sinh học cho cây trồng.
Thu Ngân bày tỏ: “Chúng em nghiên cứu đề tài với mong muốn được áp dụng rộng rãi vì nó mang lại nhiều lợi ích cho ngành nông nghiệp Việt Nam. Từ những phế phẩm tưởng chừng bỏ đi có thể tái chế thành những chiếc khẩu trang bảo vệ sức khỏe con người. Tương lai em muốn nghiên cứu sâu hơn nữa để mang đến những sản phẩm đa dạng kiểu dáng và chất lượng cao hơn”.
Cô Nguyễn Thị Hương chia sẻ, đề tài của 2 học sinh có khả năng ứng dụng cao, bởi nguyên liệu đầu vào rẻ tiền, dồi dào, dễ thu gom và xử lý. Quá trình sản xuất khẩu trang đơn giản, hóa chất thải ra không nhiều, chủ yếu là tạp chất hữu cơ không ảnh hưởng đến môi trường. Sản phẩm tạo ra có giá thành rẻ. Nếu sản xuất thủ công mỗi chiếc khẩu trang có giá khoảng 3.000 đồng, sản xuất nhiều giá chỉ còn 300 - 500 đồng/chiếc.
