MIAMI (Mỹ) – Học sinh lớp sáu Luca Durham đã phát triển một loại bê tông thấm nước từ các vật liệu tái chế và giành giải Lemelson Award for Emerging Inventor tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Nam Florida.
- Nữ tài xế đỗ ô tô chắn ngõ hẹp nhiều lần bị xử phạt tại Hà Tĩnh
- Thuận tay phải: Giải mã bí ẩn tiến hóa từ đôi chân con người
- Thêm một mắt xích bị khởi tố trong vụ lừa bán tượng “đồng đen” 300 triệu đồng
Ý tưởng của Luca Durham xuất phát từ những lần chứng kiến nước mưa tràn từ lối xe vào nhà xuống mặt đường, tạo nên các điểm ngập sau mỗi trận mưa lớn ở thành phố Miami, bang Florida. Công trình được thực hiện nhằm tìm ra một loại bê tông vừa có khả năng cho nước thấm xuống nền đất, vừa duy trì độ bền cần thiết để phục vụ xây dựng.
Quan sát một hiện tượng quen thuộc ngay trước nơi mình sinh sống đã khiến Luca không xem việc đường ngập là điều hiển nhiên. Em bắt đầu tìm hiểu đặc tính của bê tông truyền thống, rồi lần lượt thử nghiệm nhiều công thức phối trộn để tìm vật liệu có thể cải thiện khả năng thoát nước. “Tôi muốn tìm những chất phụ gia giúp bê tông thoát nước nhưng vẫn đủ chắc chắn”, Luca chia sẻ.
Trong quá trình nghiên cứu, Luca lựa chọn nhiều vật liệu thường bị bỏ đi như vỏ hàu nghiền nhỏ và than củi để đưa vào các mẫu thử. Theo em, bề mặt gồ ghề của vỏ hàu tạo thêm khoảng rỗng bên trong bê tông giúp nước dễ thấm xuống đất, còn cấu trúc xốp tự nhiên của than củi có thể hỗ trợ lọc nước khi nước đi qua lớp vật liệu.
Đá dăm cũng được bổ sung nhằm tăng khả năng chịu lực và cải thiện hiệu quả thoát nước. Việc tận dụng các vật liệu vốn được xem là chất thải còn hướng đến giảm chi phí sản xuất, đồng thời góp phần tái sử dụng nguồn nguyên liệu và hạn chế tác động đến môi trường.
Luca tiến hành thử nghiệm nhiều tỉ lệ phối trộn khác nhau, đánh giá từng mẫu dựa trên ba tiêu chí gồm khả năng thoát nước, khả năng hấp thụ nước và độ bền. Kết quả cho thấy công thức đạt hiệu quả cao nhất không phải hỗn hợp sử dụng vỏ hàu hay than củi như dự đoán ban đầu.
Theo kết quả nghiên cứu, mẫu bê tông có hiệu suất tốt nhất gồm khoảng 30% đất tảo cát (diatomaceous earth) kết hợp với 70% xi măng và đá dăm. Dù vậy, vỏ hàu và than củi vẫn được xem là những vật liệu có tiềm năng, mở ra thêm hướng nghiên cứu về việc sử dụng chất thải làm phụ gia cho bê tông thấm nước.
Luca cho biết sẽ tiếp tục hoàn thiện công thức bằng cách bổ sung sợi carbon để tăng khả năng chịu lực. Mục tiêu là khắc phục một trong những hạn chế lâu nay của bê tông thấm nước, đó là độ bền chưa cao.
Miami là một trong những thành phố thường xuyên chịu ảnh hưởng của ngập lụt do mưa lớn, triều cường và mực nước biển dâng. Quá trình đô thị hóa làm gia tăng diện tích các bề mặt không thấm nước như bê tông và nhựa đường, khiến nước mưa khó thấm xuống đất và dễ gây ngập cục bộ.
Theo các chuyên gia, bê tông thấm nước đã được sử dụng tại nhiều quốc gia cho vỉa hè, bãi đỗ xe và những tuyến đường có lưu lượng phương tiện thấp nhằm giảm lượng nước chảy tràn và bổ sung nguồn nước ngầm. Tuy nhiên, loại vật liệu này vẫn còn tồn tại những hạn chế như các lỗ rỗng có thể bị tắc theo thời gian và khả năng chịu lực thấp hơn bê tông thông thường.
Dự án của Luca được đánh giá là một hướng nghiên cứu tiếp tục tìm kiếm các phụ gia giá thành thấp, thân thiện với môi trường và có nguồn gốc từ vật liệu tái chế để cải thiện những hạn chế đó. Theo Society for Science, việc một học sinh lớp sáu thực hiện được công trình này cho thấy những vấn đề xuất hiện trong cuộc sống hằng ngày hoàn toàn có thể trở thành điểm khởi đầu cho các ý tưởng khoa học khi được tiếp cận bằng sự quan sát và nghiên cứu.
Hoàng Lan (Tổng hợp)
