Biến thủy tinh và xà bần thành gạch phát quang

Nguồn cảm hứng từ đời sống

Sáng tạo này không chỉ thay thế cát trong xây dựng mà còn tận dụng ánh sáng tự nhiên để chiếu sáng, góp phần tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường. Chủ nhân của ý tưởng này là các sinh viên Cao Ngọc Thạch, Nguyễn Tấn Thành, Đào Nguyễn Thanh Bình và Nguyễn Văn Đoan.

Nhóm bạn trẻ nghiên cứu gạch phát quang

Ngọc Thạch cho biết ý tưởng chế tạo gạch thủy tinh phát quang bắt nguồn từ 2 vấn đề lớn mà nhóm nhận thấy trong cuộc sống hằng ngày. Thứ nhất là tình trạng thiếu điện ở các vùng sâu, vùng xa, gây ảnh hưởng đến việc sinh hoạt, học tập và sản xuất của người dân. Thứ hai là lượng phế thải khổng lồ mà con người thải ra mỗi ngày, đặc biệt là thủy tinh từ chai lọ đã qua sử dụng và xà bần.

"Chúng mình nhận ra rằng cần làm gì đó để tận dụng ánh sáng tự nhiên mà không phụ thuộc hoàn toàn vào điện năng", Thạch chia sẻ.

Dưới sự dẫn dắt của tiến sĩ Hà Minh Tuấn, Phó viện trưởng Viện Đào tạo Việt - Nhật, Trường Đại học Công nghệ thành phố Hồ Chí Minh, nhóm đã phát triển thành công gạch thủy tinh phát quang. Loại gạch này được tạo ra từ sự kết hợp giữa hạt xi măng đã thủy hóa và thủy tinh phát quang, thay thế cho cát trong xây dựng. Vữa gạch sử dụng thủy tinh tái chế từ rác thải cùng hạt xi măng đã thủy hóa từ các công trình cũ, không chỉ giúp tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên mà còn giảm thiểu đáng kể tác động đến môi trường.

Tấn Thành nói rằng điểm nổi bật nhất của gạch thủy tinh phát quang nằm ở khả năng tự chiếu sáng. Ban ngày, gạch hấp thụ ánh sáng mặt trời, tích lũy năng lượng. Khi màn đêm xuống, năng lượng này được giải phóng dưới dạng ánh sáng dịu nhẹ, đủ để chiếu sáng các lối đi, sân vườn hay thậm chí những con đường nhỏ mà không cần sử dụng đến đèn điện.

"Nó không chỉ giúp giải quyết vấn đề khan hiếm cát trong xây dựng mà còn ứng dụng thủy tinh phát quang, giúp tiết kiệm năng lượng và cung cấp ánh sáng, từ đó tiết kiệm điện. Sản phẩm này còn rất thân thiện với môi trường nhờ vào việc tái chế thủy tinh, phế thải xây dựng và giảm thiểu lượng cát sử dụng", Thanh Bình chia sẻ.

Tiết kiệm năng lượng mà không gây tổn hại môi trường

Thanh Bình kể tiếp, để biến ý tưởng thành hiện thực, nhóm đã dành nhiều tháng nghiên cứu, thử nghiệm với các kích thước khác nhau của thủy tinh phát quang và tỷ lệ thay thế. Thách thức lớn nhất nằm ở việc tìm ra tỷ lệ phù hợp giữa các thành phần, đồng thời đảm bảo vữa đạt độ bền cơ học cần thiết và khả năng phát quang tối ưu. Nhờ kiên trì thử đi thử lại nhiều lần, liên tục điều chỉnh tỷ lệ vật liệu và cải tiến phương pháp thực hiện, nhóm đã vượt qua được giai đoạn khó khăn này.

Còn Văn Đoan nhớ nhất khi nhóm bắt đầu sử dụng thủy tinh tái chế từ chai lọ. Quá trình làm sạch và chuẩn bị nguyên liệu gặp không ít trở ngại, chưa kể đến công đoạn nhuộm chất phát quang. Mẻ trộn đầu tiên thất bại sau nhiều ngày chuẩn bị tỉ mỉ. Thế nhưng cả nhóm không nản lòng, quyết tâm tối ưu hóa quy trình xử lý thủy tinh. Cuối cùng nhóm đã thành công, tạo ra những mẫu vữa đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật.

Nhóm bạn trẻ nghiên cứu gạch phát quang

"Trong phòng thí nghiệm, chúng mình mất khoảng 1 - 2 ngày để hoàn thiện một viên gạch. Đây là sản phẩm hoàn chỉnh, có thể đưa vào sử dụng ngay. Theo nhóm, tiềm năng của sản phẩm này rất lớn, đặc biệt trong các công trình cần tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, đặc biệt cho hệ thống chiếu sáng tự nhiên của đường. Hiện tại, sản phẩm đã nhận được sự quan tâm từ một số đơn vị xây dựng và đang trong quá trình hoàn thiện để đưa ra thị trường thời gian tới", Đoan chia sẻ.

Cả nhóm bật mí gạch thủy tinh phát quang không chỉ là sản phẩm khoa học mà còn mang lại lợi ích đa chiều. Nhóm cho biết theo Tiêu chuẩn VN 5828-1984, thì mỗi 33 - 36 m đường bộ sẽ cần 2 đèn LED chiếu sáng cho hai bên. Đối với các đường lớn và cao tốc, những công trình có lưu lượng xe vào ban đêm rất thấp, thường được bố trí 2 làn đường nên sẽ cần 4 đèn LED cho mỗi 33 - 36 m đường. Vậy ước tính mỗi ki lô mét đường sẽ cần khoảng 120 đèn LED. Mỗi đèn LED trung bình tiêu thụ

150 W trong 1 giờ, do đó trên 1 km đường cao tốc sẽ tốn khoảng 18 kW trong 1 giờ. Theo nhóm, nếu áp dụng nghiên cứu này vào các công trình phụ nhằm chiếu sáng vào ban đêm trong khoảng 6 giờ kể từ khi ánh sáng mặt trời tắt, thì sẽ tiết kiệm được khoảng 108 kW đối với 1 km đường cao tốc.

Tiến sĩ Hà Minh Tuấn chia sẻ: "Qua sản phẩm này, chúng tôi muốn nhấn mạnh tầm quan trọng của việc tái chế và sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường trong ngành xây dựng. Chúng ta hoàn toàn có thể tạo ra những công trình bền vững, tiết kiệm năng lượng mà không gây tổn hại đến môi trường".