Tro trấu là một phụ phẩm nông nghiệp có rất nhiều ở Việt Nam. Ảnh: Shutterstock.

Formaldehyde là "vị khách không mời" độc hại "sống" trong rất nhiều ngôi nhà hiện nay nhưng không phải ai cũng biết đến sự tồn tại của chúng. Là một hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) được sử dụng rộng rãi trong sản xuất, formaldehyde âm thầm phát tán ra ngoài không khí từ đồ nội thất, sàn nhà và các sản phẩm gia dụng mà chúng ta vẫn sử dụng hằng ngày. Ngay cả khi ở nồng độ thấp, loại khí không màu nguy hiểm này vẫn có thể gây kích ứng đường hô hấp, và khi phơi nhiễm kéo dài ở nồng độ vượt ngưỡng, chúng có thể gây gia tăng nguy cơ ung thư.

Song việc loại bỏ formaldehyde khỏi không khí trong nhà không dễ dàng. Những vật liệu hấp phụ (hiểu nôm na như "miếng bọt biển" siêu nhỏ để giữ chất ô nhiễm trên bề mặt) truyền thống như zeolit, silica gel và vật liệu polymer có khả năng loại bỏ VOC khá hiệu quả, tuy nhiên, hiệu suất của chúng thường suy giảm trong môi trường độ ẩm cao, làm hạn chế khả năng ứng dụng rộng rãi. Các giải pháp hiện đại hơn lại thường phụ thuộc vào than hoạt tính thương mại, có quy trình tổng hợp phức tạp, đòi hỏi các công nghệ tốn kém và tiêu tốn nhiều năng lượng.

Bài toán này đã thôi thúc các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học Tự nhiên (Đại học Quốc gia TP HCM) tìm cách biến phụ phẩm nông nghiệp thành một loại vật liệu lọc công nghệ cao, giúp cải thiện chất lượng không khí trong nhà với chi phí hợp lý hơn.

"Chúng tôi muốn tạo ra một giải pháp vừa bền vững vừa hiệu quả," PGS.TS Hà Thúc Chí Nhân và ThS Đào Thị Băng Tâm cùng các cộng sự chia sẻ trong thông cáo báo chí về nghiên cứu mới trên tạp chí Carbon Research (Q1).

Theo đó, nhóm nghiên cứu cho biết họ đã chuyển hóa thành công tro trấu - phụ phẩm từ sản xuất lúa gạo - thành một loại "than sinh học hoạt tính" chuyên dụng. Và bằng cách biến tính vật liệu này với một polymer có tên polyethyleneimine (PEI), nhóm đã tạo ra một chất hấp phụ mạnh, có khả năng "bắt giữ" các phân tử formaldehyde.

Việc bổ sung PEI giúp tăng mật độ các nhóm chức amin trên bề mặt than sinh học. Những "móc hóa học" này có khả năng liên kết mạnh với formaldehyde, giúp tăng gấp đôi khả năng hấp phụ so với than sinh học thông thường.

Không chỉ vậy, nhóm còn ứng dụng phương pháp mới của các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia TP HCM, kết hợp hoạt hóa hóa học với xử lý siêu âm, để giảm đáng kể lượng phát thải carbon trong quá trình sản xuất vật liệu lọc.

"Bằng cách sử dụng tro trấu và xử lý siêu âm tiêu tốn ít năng lượng, chúng tôi tránh được bước nung ở nhiệt độ cao vốn thường cần trong quy trình sản xuất. Kết quả là vật liệu rẻ hơn và thân thiện môi trường hơn", nhóm tác giả lý giải.

Thông qua các công cụ hiện đại như kính hiển vi điện tử quét (SEM) và phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), nhóm đã chứng minh được rằng than sinh học biến tính PEI có cấu trúc xốp đặc biệt, giống như một "mê cung siêu nhỏ", giữ lại chất ô nhiễm sâu bên trong.

Khi kiểm chứng hiệu quả, các nghiên cứu động học và đẳng nhiệt cho thấy quá trình hấp phụ diễn ra ổn định và phù hợp với các mô hình khoa học có thể dự đoán được, thể hiện tiềm năng ứng dụng trong các thiết bị lọc không khí thương mại.

Thời gian tới, nhóm sẽ tiếp tục nghiên cứu độ bền lâu dài và khả năng tái tạo của vật liệu. Bên cạnh đó, họ sẽ nghiên cứu điều kiện không khí trong nhà thực tế và mở rộng sang các loại VOC khác chứ không chỉ giới hạn ở formaldehyde.

Nhìn rộng hơn, nghiên cứu đã chứng tỏ vai trò ngày càng quan trọng của "hóa học tuần hoàn" - khi chất thải từ ngành này hoàn toàn có thể trở thành nguyên liệu cho một ngành khác - và là một ví dụ tiêu biểu minh họa cho việc những giải pháp bền vững có thể bắt nguồn từ chính những nguồn tài nguyên sẵn có trong nước.

Trong bối cảnh người dân đô thị dành phần lớn thời gian trong nhà, công trình của các nhà khoa học tại Đại học Quốc gia TP HCM hứa hẹn đem lại một giải pháp khả thi với chi phí hợp lý để cải thiện chất lượng không khí trong không gian sống, đồng thời góp phần tận dụng lượng lớn tro trấu phát sinh tại Việt Nam.

Mỹ Hạnh tổng hợp

---
Nguồn tham khảo:

From rice fields to fresh air: Transforming agricultural waste into a shield against indoor pollution. https://www.eurekalert.org/news-releases/1115580

Huynh, T.L., Dao, B.T.T., Le, M.T. et al. Polyethyleneimine-modified activated biochar derived from rice husk ash: material development and preliminary formaldehyde adsorption study. Carbon Res. 5, 5 (2026).
https://doi.org/10.1007/s44246-025-00244-2

https://tiasang.com.vn/bien-tro-trau-thanh-la-chan-o-nhiem-khong-khi-trong-nha-5040553.html (nthang)