Học trò Trường Quốc tế Việt Nam - Phần Lan biến bã mía, xơ dừa thành bê tông cách nhiệt

Sáng tạo sản phẩm từ phế phẩm sinh học

Nhận thấy môi trường oi bức vào mỗi buổi trưa, hai bạn Trí Bảo và Nhật Thông (lớp 11B, Trường Quốc tế Việt Nam - Phần Lan (VFIS)) đã nảy ra ý tưởng tìm kiếm một loại vật liệu xây dựng giá thành rẻ, có khả năng cách nhiệt tốt để giúp môi trường mát mẻ hơn.

Hai bạn đã nghiên cứu tập trung vào bã mía và sơ dừa, hai loại phế phẩm nông nghiệp dồi dào tại Việt Nam. Dựa trên các nghiên cứu khoa học trước đó về khả năng cách nhiệt của hai loại vật liệu này khi làm tấm panel, nhóm đã đặt giả thuyết việc đưa bã mía và sơ dừa vào bê tông có thể giúp tăng khả năng cách nhiệt mà vẫn đảm bảo độ bền cơ học của vật liệu.

Để biến những sợi xơ thực vật thành thành phần của bê tông, nhóm đã trải qua nhiều công đoạn xử lý kỹ thuật.

Bã mía và sơ dừa sau khi làm khô được các bạn ngâm qua dung dịch NaOH để loại bỏ tạp chất. Môi trường kiềm này cũng giúp đảm bảo vật liệu không bị cháy khi nằm kín trong kết cấu bê tông.

Một trong những thách thức lớn mà nhóm gặp phải là việc cắt nhuyễn sơ dừa và bã mía do cấu tạo của chúng rất cứng và dai.

Bã mía chứa Cellulose hoạt động như "cốt thép" tạo độ bền và Lignin như chất keo kết dính tự nhiên. Đặc biệt, thành phần Hemicellulose bao quanh các sợi giúp hình thành vô số túi khí li ti bên trong bê tông. Các túi khí này kết hợp cùng 1-4% tro khoáng chất, đóng vai trò ngăn cản sự truyền nhiệt hiệu quả.

Trong khi đó, xơ dừa với cấu trúc sợi siêu bền, lấp kín các lỗ hở, ngăn luồng khí nóng xâm nhập.

Để kiểm chứng hiệu quả, nhóm đã tạo 4 mẫu thử nghiệm khác nhau để so sánh: 1 mẫu đối chứng (bê tông nguyên bản), mẫu trộn cả sơ dừa và bã mía, mẫu chỉ có sơ dừa, mẫu chỉ có bã mía.

Sau đó, các bạn đo nhiệt độ đình kỳ 15 phút một lần trong 1 tiếng đồng hồ để ghi nhận và so sánh khả năng cách nhiệt của từng loại. Nghiên cứu cho thấy vật liệu bê tông cách nhiệt từ bã mía và xơ dừa đạt hiệu quả vượt trội.

Không gian sáng tạo khoa học dành cho học sinh

Dự án của Trí Bảo và Nhật Thông là một trong gần 20 đề tài góp mặt trong Ngày hội Khoa học và Sáng tạo Đổi mới - VFIS Creativity and Innovation Day tại Trường Quốc tế Việt Nam - Phần Lan, tổ chức ngày 27-3.

Ngày hội năm nay đã trở thành một không gian học thuật mở. Học sinh trực tiếp trình bày ý tưởng, chia sẻ quá trình nghiên cứu và tham gia phản biện cùng giáo viên, phụ huynh và khách tham quan.

Các đề tài trải rộng trên nhiều lĩnh vực như khoa học tự nhiên, công nghệ – kỹ thuật, khoa học xã hội, môi trường và phát triển bền vững, cùng các ứng dụng công nghệ trong đời sống.

Nhiều đề tài của học sinh Trường Quốc tế Việt Nam - Phần Lan gần gũi với đời sống học trò như: Phân tích lớp học bằng trí tuệ nhân tạo; Ảnh hưởng của áp lực đồng trang lứa đến học sinh cấp 2-3 tại trường...

Trong bối cảnh vấn đề ô nhiễm môi trường và việc phân loại rác thải trở nên cấp bách, hai bạn học sinh Đới Thanh Tú (lớp 11B) và Nguyễn Ngọc Quế Anh (lớp 9B) đã cùng sáng chế ra một loại thùng rác thông minh có khả năng tự động nhận diện và phân loại rác thải.

Các bạn cho biết, điểm khác biệt lớn nhất của thiết bị so với các dòng thùng rác thông minh khác là việc sử dụng hệ thống phân loại dựa trên trọng lượng thay vì sử dụng trí tuệ nhân tạo hay công nghệ camera đắt đỏ.

Thiết bị được xây dựng từ các phần cứng có chi phí thấp, giúp việc triển khai tại các trường học trở nên khả thi và tiết kiệm. Sau khi phân loại rác dựa vào trọng lượng, động cơ sẽ thực hiện gạt rác sang trái hoặc phải để đưa vào ngăn thùng tương ứng.

Trong tương lai, hai bạn học sinh Trường Quốc tế Việt Nam - Phần Lan dự kiến sẽ cải thiện việc hiệu chuẩn trọng lượng để tăng độ chính xác. 

Bên cạnh đó, các bạn sẽ mở rộng thêm các danh mục phân loại khác như kim loại và giấy. Ngoài ra, hệ thống sẽ được tích hợp theo dõi dữ liệu rác thải để nâng cao nhận thức của học sinh.