Xi măng thực vật chịu axit tốt hơn

Dầu thực vật là nguồn tài nguyên hữu cơ vô hạn đầy hứa hẹn, có khả năng thay thế dầu thô trong sản xuất nhựa và nhiên liệu thân thiện môi trường. Hạt có dầu được trồng rộng rãi để sử dụng làm chất thay thế nhiên liệu hóa thạch. Nhưng lĩnh vực công nghiệp này cũng xả thải rất lớn, chỉ riêng Mỹ và Canada mỗi năm đổ đi tới gần 2,2 tỷ kg dầu ăn đã qua sử dụng.

GS Rhett Smith, chuyên sâu về chuyển hóa chất thải và nhóm nhà khoa học thuộc Đại học Clemson ở Nam Carolina đặt mục tiêu chuyển hóa dầu thải này thành vật liệu tổng hợp bằng cách kết hợp với lưu huỳnh, phế phẩm của quá trình tinh chế nhiên liệu hóa thạch.

Nhóm nhà khoa học của GS Smith đặt ra những vấn đề nghiên cứu lớn như: “Những tác động tích cực đến môi trường và xã hội từ việc trồng trọt nếu cây trồng được sử dụng như nguồn nguyên liệu ban đầu”. “Nhựa có nguồn gốc thực vật sau khi được sản xuất có khả năng tự phân hủy”. Trong tương lai, lý tưởng nhất là chỉ sử dụng những loại cây sinh trưởng bền vững và vật liệu có thể phân hủy sinh học.

Nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu chế tạo vật liệu, tổng hợp từ dầu hạt cải, hướng dương hoặc hạt lanh với lưu huỳnh thành sản phẩm thay thế xi măng hiện nay. Các nhà khoa học Mỹ đã sử dụng quy trình đồng trùng hợp (đồng polymer hóa) không dung môi, chi phí thấp, được gọi là quy trình lưu hóa nghịch đảo. Phản ứng trùng hợp diễn ra ở nhiệt độ 90 - 180°C, tạo ra những vật liệu có thể làm nóng chảy lại trong nhiều chu kỳ mà không làm suy giảm độ bền cơ học.

Nhóm nhà khoa học, dẫn đầu là GS Smith sử dụng một quy trình công nghệ tiết kiệm để từ dầu thực vật và lưu huỳnh thải loại sản xuất xi măng nhẹ cho xây dựng dân sự.

Kết quả nghiên cứu cho thấy cường độ chịu nén của vật liệu cao hơn xi măng thông thường khi tăng độ không bão hòa (không no) của dầu thực vật.

Điểm mạnh của vật liệu tổng hợp từ hướng dương và dầu lanh là cạnh tranh được khi so sánh với xi măng poóc lăng truyền thống. Tỷ trọng xi măng thực vật nhẹ và khả năng hút nước cực kỳ thấp khiến cho loại vật liệu này thích hợp cho các công trình xây dựng dân dụng đa dạng. Vật liệu tổng hợp từ dầu thực vật chịu axit tốt hơn nhiều so với xi măng poóc lăng.

Những nghiên cứu tiếp theo sẽ là kiểm tra độ bền của vật liệu mới theo thời gian và trong những điều kiện môi trường khác nhau. Theo GS mith, điểm mấu chốt là phải xác định được quá trình phân hủy vật liệu khi tiếp xúc lâu dài với vi khuẩn trong đất. Đồng thời, cần có những nghiên cứu sâu, xác định tỷ lệ dầu thực vật với lưu huỳnh ảnh hưởng thế nào đến độ bền vật liệu, khám phá các nguồn thực vật khác và các cấu trúc tổng hợp khác theo yêu cầu của công trình.