PGS-TS Nguyễn Thị
Hòe với miếng vải phủ sơn
chống đạn được làm từ trấu Ảnh: Mai Vọng |
Mở đầu Hội thảo Công nghệ
sơn nano Kova, PGS.TS hóa học Nguyễn Thị Hòe chiếu bảng thành phần
hóa học của vỏ trấu, với nano silicat và công thức để phân tách các
hạt Nano SiO2 này tạo thành nguyên liệu trung gian colloidal thì cả
hội trường vỗ tay không dứt, tiếp đó, nhà khoa học làm kinh doanh
này đã khiến không ít người ngạc nhiên khi bà giới thiệu sơn nano từ
vỏ trấu có chức năng chống khuẩn, chống cháy, đặc biệt là cả chống
đạn.
Không phải cơ
duyên, là chuyện của khoa học
Chuyện công ty sơn Kova của Việt Nam chế tạo thành công sơn nano từ
vỏ trấu đã râm ran khắp nơi trong ngành sơn và chế tạo vật liệu
trung gian trong nước và quốc tế từ cả tháng nay ngay từ khi thư mời
tham dự hội thảo “Sơn nano composite từ vỏ trấu” được phát đi. Nhưng
ít ai biết câu chuyện bắt đầu từ khi phải ngủ ở sân bay xứ Mỹ khi đi
dự hội thảo khoa học, và là một hành trình rất dài miệt mài trong
phòng thí nghiệm từ 6 giờ sáng đến tối khuya ở công ty Kova. “Không
có chuyện cơ duyên nhặt được vỏ trấu đâu, chúng tôi phải đối diện
với một bài toán kinh tế và một khát vọng khoa học: làm thế nào tìm
ra nguyên vật liệu để sản xuất được sơn nano thay thế cho Tetra
Ethoxy Silane phải nhập ngoại quá tốn kém hiện nay. Đi tìm kiếm, thử
nghiệm rất nhiều giải pháp khác nhau ròng rã nhiều năm trời, tiêu
tốn vài chục tỷ đồng nhưng niềm tin thì không đổi. Chỉ cần chúng tôi
nghiên cứu ra một vật liệu nào đó có sẵn tại Việt Nam, mà phải có
rất nhiều để sản xuất, mà không bị phụ thuộc vào việc nhập ngoại,
không phải lo nghĩ tới đô la và có thể hình dung được việc xuất
khẩu… Cuối cùng thành quả là vỏ trấu…” – bà Hòe chia sẻ.
Trước một cử tọa gồm hơn 250 người là các nhà khoa học bạn hữu, các
đơn vị kinh doanh sơn và các chế phẩm từ sơn toàn cầu, người phụ nữ
từng nhận giải thưởng khoa học quốc tế này vui vẻ “khoe”: “Hằng năm,
người nông dân sản xuất ra nhiều lúa gạo, bên cạnh sản phẩm chính là
gạo, thì một lượng lớn vỏ trấu thải ra chỉ sử dụng để đốt, làm phân
bón… giá trị rất thấp. Sản phẩm Nano Silicate tách ra từ vỏ trấu có
thể dùng để tổng hợp ra Colloidal – là một binder (chất trung gian)
có giá trị vô cùng lớn và dùng được cho rất nhiều lĩnh vực khác
nhau. Chúng tôi làm sơn nên tính toán lại quy trình sản xuất một
chút, điều chỉnh đầu vào của sản phẩm thay vì phải nhập khẩu từ nước
ngoài thì sử dụng nguyên liệu đã tách ra từ vỏ trấu. Điều khó khăn
nhất trong toàn bộ dự án này, là làm thế nào để tỉ lệ nguyên liệu
làm sơn sử dụng đến 50% là chiết xuất từ vỏ trấu. Cuối cùng hôm nay
tôi rất mừng là chúng tôi đã thành công”.
Và người chế tạo sơn chống… đạn
Thế nhưng, chuyện vỏ trấu làm thành sơn chỉ mới là phần đầu của
những chuyện độc đáo mà phòng thí nghiệm của công ty này có thể tạo
ra. Khi bà Hòe giới thiệu việc đã hoàn chỉnh quá trình thương mại
hóa của dòng sơn chống đạn thì mới làm mọi người bất ngờ. “Chuyện
cũng lâu rồi, đó là lần tôi đi công tác ở Mỹ, được vào tham quan cơ
quan NASA. Sau khi nghe giới thiệu về sản phẩm sơn của Kova, người
hướng dẫn đoàn chỉ tay vào chiếc tên lửa hiện đại của Mỹ và hỏi: “Bà
có làm được loại sơn dùng để sơn tên lửa mà đạn bắn không thủng
không?”. Lúc đó, bà Hòe nhớ lại: “Tôi bảo rằng chưa được. Trong lòng
thấy cũng hơi mắc cỡ một chút. Nhưng lại nói thêm: Chưa được nhưng
không phải là không được”.
Chuyện cứ tưởng là thôi ở đó. Vậy mà sự đam mê thử thách của một nhà
khoa học, cộng với quyết tâm của một người luôn tự hào về sản phẩm
của Việt Nam không cho phép bà ngồi yên. Suốt 10 năm qua, bà lúc nào
cũng lui tới với dự án nghiên cứu sản phẩm sơn chống đạn. Các cộng
sự của Kova thì lại tỏ ra vô cùng thích thú với đề bài này. Và sau
một thập kỷ, họ trình làng lời giải, lại có chút vượt mong đợi khi
trong công thức tạo ra loại sơn chống đạn này có cả vỏ trấu, với
những tính năng vượt trội so với áo chống đạn của nước ngoài.
Thông thường áo giáp cần sử dụng từ 20 – 40 lớp vải Kevlar, điều này
khiến áo rất dày và nặng, chi phí làm áo cũng rất cao. Nếu sử dụng
sơn chống đạn Kova để sơn lên các lớp vải này thì có thể giúp làm
giảm số lớp Kevlar xuống chỉ còn từ 4 – 6 lớp, sức mạnh chống đạn
của áo không đổi nhưng trọng lượng của áo đã được giảm đi khoảng
60-70%.
Đi tìm giải pháp cho cuộc sống
“Nhiều lúc tôi cũng như người bị nghiện. Nhìn đâu cũng thấy việc
mình phải làm. Như mấy hôm nay, đọc báo thấy gần đây các vụ cháy nổ
nhiều quá, tôi thấy mình phải làm sơn chống cháy để bảo vệ dân
mình…” – bà Hòe cho hay. Giải pháp chống cháy của Kova vẫn bám sát
hai cột trụ mà họ đang theo đuổi: nano và vỏ trấu.
Công thức tưởng chừng khá đơn giản: với nhà cao tầng sử dụng sắt
thép trong bộ khung nhà, nếu xảy ra cháy lớn thì các cột thép sẽ mềm
ra và nhà bị sập, vì vậy việc chống cháy cho sắt thép là rất quan
trọng, từ nhà cửa, bệnh viện cho đến trường học, nhà máy, siêu thị…
đều cần quan tâm điều này. Nghe qua thì thấy vậy, nhưng làm thế nào
để kéo dài thời gian chậm cháy thì lại là một câu chuyện công nghệ
khá dài: cơ chế chống cháy của nano (các hạt siêu nhỏ) và cơ chế
chống cháy phồng (tạo ra một lớp bọt phồng bao quanh bên ngoài) làm
cho quá trình chống cháy dài hơn và ngăn cản khói bụi gây ngạt thở -
vốn là tác nhân chủ yếu gây ra tử vong trong các vụ cháy.
Người cựu giảng viên trường đại học Bách Khoa TP.HCM này đã trình
bày các chuỗi phản ứng hóa học mà bà theo đuổi khi nghiên cứu về
loại sơn chống cháy này: “Trong công trình nghiên cứu của mình,
chúng tôi đã sử dụng sự kết hợp tính năng chống cháy phồng và vật
liệu nano Silicat từ colloidal vỏ trấu, bao gồm sự kết hợp các amoni
polyphrosphate là một muối vô cơ của acid polyphrosphoric và amoniac
có chứa một chuỗi poly có phân nhánh, công thức hóa học (NH4PO3)n
mang polymer với n<100. Các polyphrosphate có thể hoạt động như một
chất chống cháy kết hợp với nền binder silicat nano và các binder
polimer hữu cơ…”. Một chuỗi sơ đồ, hình ảnh thực nghiệm, công thức
hóa học, so sánh tiêu chuẩn… được đưa ra. Các nhà khoa học thì gật
gù tán thưởng, các nhà kinh doanh có hơi lúng túng nhưng nhiều người
tỏ ra hứng thú với những gì được nghe, bởi họ hiểu rằng, phía sau
một sản phẩm, là cả một luận chứng khoa học nghiêm túc, dày dặn và
đầy đủ.
Chinh phục một thị trường mới
Thật ra, chuyện một nhà khoa học hay một công trình khoa học của
Việt Nam thắng giải ở các cuộc thi quốc tế không phải là hiếm.
Chuyện khó hơn là làm thế nào để đưa những nghiên cứu này vào thực
tiễn một cách hiệu quả để tạo ra những sản phẩm của Việt Nam có thể
cạnh tranh với hàng ngoại tại thị trường trong nước cũng như các thị
trường quốc tế mới là bài toán nan giải. Cũng nhiều người hoài nghi
khi bà Hòe một mình mang sơn Kova đi đấu thầu các công trình lớn ở
Singapore, Malaysia hay Indonesia để “chiến đấu” với các nhà thầu
quốc tế.
“Cũng không phải lần nào mình cũng thắng, nhưng mà mình bền bỉ, và
quan trọng hơn là Kova hiểu vùng nhiệt đới gió mùa của vùng Đông Nam
Á hơn nên đó chính là một lợi thế cạnh tranh. Việc tham khảo một
công trình của nước ngoài, thật ra không khác gì lắm so với việc tôi
phơi những vật đã sơn bằng sản phẩm của mình trên sân thượng căn nhà
ngoài Hà Nội để xem những suy nghĩ của mình trong phòng thí nghiệm
phải đối diện với mưa, gió, vi khuẩn và nấm mốc ra sao… Công trình
xây dựng cũng thế, mình có hiểu nó, có chạm vào nó, thì mới biết đâu
là giải pháp phù hợp nhất với nó chứ…”. Và chính suy nghĩ này của bà
đã dắt Kova đi vào các công trình ngày càng lớn: cả một hệ thống đại
siêu thị Vivo City, cả một chuỗi khách sạn 5 sao, hay chỉ là những
chi tiết rất nhỏ mà bà bị “mê” như phòng hút thuốc có loại sơn khử
mùi, phòng ăn cho học sinh có loại sơn kháng khuẩn…
“So với các hãng sơn lớn trong nước thì Kova hiện tại có một điểm
yếu là quảng báo sản phẩm không bằng. Điều này đã giúp giảm chi phí
marketing vào giá thành sản phẩm.
Tuy nhiên khi so với sản phẩm có chất lượng tương đương trên thị
trường thì chúng tôi là sản phẩm có giá thành thuộc dạng cao, nguyên
nhân chính của việc này là do đa số các nguyên liệu nhập xuất phát
từ các nước Mỹ, châu Âu. Nhưng giờ đây với vỏ trấu, chúng ta có thể
cạnh tranh mạnh mẽ hơn…”- bà Hòe bày tỏ.
Phân tách và chiết
xuất Colloidal từ vỏ trấu
Trong hơn 250 khách tham dự hội thảo khoa học “Sơn nano composite từ
vỏ trấu” do tập đoàn Kova tổ chức, có vị khách đến từ tập đoàn Grace
Davision của Mỹ. Đó là tập đoàn sản xuất chất Colloidal hàng đầu thế
giới với công nghệ điều chế đi từ một loại hóa chất là
tetraEthoxySilane.
Điều khiến Grace Davision quan tâm tới công nghệ sản xuất Colloidal
của Kova không chỉ vì nó được làm từ vỏ trấu, mà còn vì quy trình
sản xuất đơn giản nên có giá thành rất thấp, chỉ bằng một phần ba
công nghệ sản xuất chất colloidal của tập đoàn.
Theo giải thích của bà Nguyễn Thị Hòe, Colloidal là sự phân tán của
các hạt nano SiO2 (Nano Silicat) trong chất lỏng. Các hạt có kích
thước 5-120 nanomet, dày đặc, không xốp. Colloidal được coi như chất
kết dính (binder) dùng cho nhiều lĩnh vực khác nhau như sản xuất
chất phủ (sơn), phụ gia cho thuốc chữa bệnh, mỹ phẩm...
Trong lĩnh vực chất phủ, Colloidal là chất kết dính, bóng, bền với
ánh sáng và tia cực tím, chống thấm nước, hấp thụ mùi hôi, chống
cháy, chống nóng và có độ cứng gần bằng Epoxy. Đây cũng là nguyên
liệu chính trong ngành công nghiệp sản xuất sơn nano. Tùy thuộc vào
cấp chất lượng, Colloidal chiếm tỷ trọng từ 2-50% trong thành phần
của sơn nano.
Sau nhiều năm nghiên cứu với chi phí hơn một triệu đô la Mỹ, tập
đoàn Kova đã phát triển thành công quy trình công nghệ sản xuất
Colloidal từ vỏ trấu. Trong thành phần hóa học của vỏ trấu, SiO2
chiếm tới 9,5-10% khối lượng, cứ 10 kg vỏ trấu sản xuất được 1 kg
Colloidal. Hiện nay giá Colloidal trên thị trường thế giới từ khoảng
10 đô la Mỹ cho tới vài chục đô la Mỹ cho mỗi kg, tùy thuộc nồng độ.
Khi chưa sản xuất được nguyên liệu này, sản xuất sơn nano của Kova
phải nhập hầu như toàn bộ Colloidal hoặc nguyên liệu để điều chế
Colloidal. Vì vậy, có thể nói khả năng thương mại hóa kết quả nghiên
cứu này của Kova là rất lớn.tranh.
Nguồn:
TS
