Tạo ra vật liệu khối bê tông lắp ghép từ rơm, trấu

Với sản lượng bình quân hơn 7 triệu tấn/năm, Việt Nam đang là quốc gia đứng thứ ba trên thế giới về xuất khẩu gạo. Việc gia tăng sản lượng gạo cũng sẽ làm gia tăng phụ phẩm (như trấu) trong quá trình chế biến. Trung bình, vỏ trấu chiếm khoảng 20% trọng lượng hạt lúa. Do đó, ước tính lượng trấu phát sinh năm 2023 vào khoảng 8,7 triệu tấn.

Theo một số nghiên cứu, thành phần của trấu chứa 25 - 33% cellulose, 18 - 21% hemicellulose và 25 - 31% lignin. Nếu có phương án sử dụng hiệu quả, nguồn phụ phẩm trấu sẽ mang lại nhiều giá trị hữu ích. Ngược lại, lượng phụ phẩm này sẽ là những chất thải nguy hại, gây ô nhiễm đất, nước và tăng khí thải CH4,...

Cùng với xu hướng khai thác, tận dụng các phụ phẩm nông nghiệp, Việt Nam đã có khá nhiều nghiên cứu, giải pháp nhằm biến phụ phẩm trấu thành nhiều sản phẩm có giá trị.

Tận dụng trấu làm vật liệu xây dựng là nghiên cứu của các nhà khoa học Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam. Nhóm nghiên cứu đã tạo ra vật liệu khối bê tông lắp ghép từ phụ phẩm rơm rạ, trấu giúp bảo vệ bờ sông, kênh rạch bị xói lở tại Đồng bằng sông Cửu Long.

Tiếp đó, các nhà khoa học tại Trường Đại học Giao thông Vận tải, Tổng cục Đường bộ Việt Nam và Viện Kỹ thuật nhiệt đới (Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam) đã nghiên cứu, sản xuất thành công hạt nano SiO2 từ tro trấu để ức chế ion Ce3+ tạo sơn lót epoxy có tính chất cơ lý tốt, khả năng chống ăn mòn cao giúp bảo vệ thép cacbon ứng dụng nhiều trong xây dựng.

Năm 2023, Trường Đại học Mỏ - Địa chất tạo ra bê tông cường độ cao (độ chảy từ 25-30 cm, cường độ nén ở tuổi 28 ngày lớn hơn 50 MPa) sử dụng chất kết dính không xi măng từ các hỗn hợp tro bay, xỉ lò cao, thạch cao, tro trấu dùng trong xây dựng các công trình hạ tầng và giao thông khu vực ven biển và hải đảo,…

Theo TS Tăng Văn Lâm, người hướng dẫn nhóm sinh viên thực hiện dự án, điểm khác biệt nhất của dự án so với các nghiên cứu trước đây đó là bê tông “xanh” không xi măng đã sử dụng 1% bột ôxít nhôm - Al2O3 kết hợp với tro bay nhiệt điện, xỉ lò cao nghiền mịn và dung dịch kiềm mạnh.

Việc kết hợp trên nhằm tạo ra nhiều hơn các gel có tính chất kết dính, liên kết các hạt cốt liệu lại với nhau tạo thành khối bê tông đặc chắc, có cường độ cao, khử được lượng kiềm dư trong bê tông, giảm hiện tượng rêu mốc “mọc lông” trên bề mặt sản phẩm sau khi tạo hình và tăng hiệu quả sử dụng sản phẩm này trong các công trình xây dựng.

Trong quá trình hướng tới phát triển bền vững, việc sử dụng một loại chất thải để kiểm soát ô nhiễm do chất thải khác gây ra có ý nghĩa quan trọng trong việc cải thiện các vấn đề môi trường.

Một số nghiên cứu đã chỉ ra vai trò của trấu trong việc hỗ trợ loại bỏ các chất ô nhiễm ra khỏi nước, gồm thuốc nhuộm, phenol, hợp chất hữu cơ, thuốc trừ sâu, anion vô cơ và kim loại nặng.

Các nhà khoa học ở Viện Hóa học, Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã tạo ra chế phẩm siêu hấp thụ nước (Bio-SAP). Bằng phương pháp kiềm nóng xử lý sợi rơm, bột trấu thu được sợi cellulose kết hợp với một số vinyl monome. Chế phẩm ở dạng hạt mịn, có khả năng hút nước cao và dễ hoà tan trong nước, giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường do phế thải sản phẩm nông nghiệp gây ra.

Sau đó, Viện Vật liệu Xây dựng đã tạo ra vật liệu lọc dạng hạt trên cơ sở kết hợp sử dụng diatomite và vỏ trấu để lọc nước sinh hoạt. Trung tâm Phát triển Khoa học và Công nghệ Trẻ TPHCM đã chế tạo xúc tác CuO biến tính CeO2 mang trên vật liệu được tổng hợp từ bùn đỏ và tro trấu bằng phương pháp tẩm có bổ sung tiền chất urea để xử lý benzene, toluene và xylene trong pha khí.

Nhóm tác giả Trường Đại học Cần Thơ cũng tổng hợp được vật liệu zeolite từ tính NaP/Fe3O4 có nguồn gốc từ tro trấu để hấp phụ ion Cu2+, Pb2+, NO3- và PO43- trong nước thải ao nuôi tôm, trước khi thải ra môi trường.

Từ vỏ trấu, các nhà nghiên cứu còn phân lập được các hoạt chất có khả năng ức chế thực vật xâm lấn (cỏ). Nghiên cứu được thực hiện bởi Khoa Công nghệ sinh học (Trường Đại học Nguyễn Tất Thành) phối hợp cùng Phòng Công nghệ Phát triển, Trường Cao học Hợp tác và Phát triển Quốc tế (Trường Đại học

Hiroshima, Nhật Bản). Sử dụng phương pháp sắc kí cột, các nhà nghiên cứu đã phân lập được 4 hợp chất từ vỏ trấu: Momilactone A,B,E (MA,MB,ME) và 7-ketostigmasterol (7KS), dự kiến sẽ tập trung nghiên cứu phát triển các loại thuốc diệt cỏ mới an toàn hơn thay thế các thuốc diệt cỏ hóa học trên thị trường.