Lá của loại cây cho trái nhiều mắt trước chỉ vứt đi không ngờ lại có thể tạo ra vật liệu siêu hút nước

Phế phẩm từ lá khóm

Ở ÐBSCL có giống khóm Queen nổi tiếng cho trái ngọt, thơm ngon được trồng nhiều, chiếm sản lượng lớn nhất cả nước. Sản phẩm khóm gắn liền với địa danh Cầu Ðúc (Hậu Giang), Tắc Cậu – Kiên Giang, Tân Phước (Tiền Giang)…

Tuy nhiên, cây khóm tạo giá trị không chỉ từ trái khóm. Sau mỗi mùa thu hoạch còn lại lượng lá khóm rất lớn xem như phế phẩm và hầu như chưa tận dụng được gì. Nông dân xử lý chủ yếu bằng cách vùi lấp xuống đất hoặc tận dụng một lượng rất ít cho biogas.

Trong chuyến công tác cùng nhóm nghiên cứu Trường Ðại học Cần Thơ (ÐHCT) về tỉnh Hậu Giang, PGS.TS. Văn Phạm Ðan Thủy, Trường Bách khoa – Trường ÐHCT, nhận thấy có thể nghiên cứu từ nguồn nguyên liệu dồi dào lá khóm để đưa vào polymer tạo thành vật liệu siêu hút nước. Thành công với đề tài nghiên cứu mới, mở ra khả năng ứng dụng trong sản xuất tã cho trẻ em, người lớn tuổi, kỳ vọng đưa vào phục vụ sản xuất công nghiệp.

Với ý tưởng ban đầu, cẩn trọng lược khảo các tài liệu đã công bố, PGS.TS. Văn Phạm Ðan Thủy cho rằng, việc nghiên cứu tạo ra hạt có thể trữ nước thế giới đã làm rất nhiều và nhóm nghiên cứu không phải là những người đầu tiên. Tuy vậy, các công trình nghiên cứu trước đó không chọn cellulose mà theo cách sử dụng các dẫn xuất của cellulose đã được thương mại hóa. Ðối chiếu việc sử dụng các dẫn xuất của cellulose giúp quá trình chế tạo polymer siêu hút nước cho thấy thuận lợi hơn nhưng hiệu quả về độ hút nước cũng như độ bền cấu trúc chưa cao. Hơn nữa, chưa có nghiên cứu nào đã sử dụng nguồn nguyên liệu từ lá khóm trong ứng dụng chế tạo vật liệu siêu hút nước đã được công bố.

Trong khi lá khóm có hàm lượng cellulose rất cao, nên nhóm nghiên cứu đặt mục tiêu phải sử dụng được cellulose của lá khóm. Hoạt động nghiên cứu theo hướng này còn mang ý nghĩa lớn hơn cho nông dân trồng khóm ở ÐBSCL là tìm giải pháp xử lý lá khóm. Còn nếu so sánh sản phẩm cellulose thương mại có giá thành cao hơn. 

Do vậy việc chọn lấy cellulose từ lá khóm, đồng thời xây dựng quy trình từ lá khóm tạo ra cellulose. Sau đó đưa vào hệ thống để tổng hợp ra polymer siêu hút nước, góp phần đưa ra giải pháp khai thác nguồn phế phẩm lá khóm tạo ra sản phẩm công nghệ cao. Ðiểm nổi bật của sản phẩm là vật liệu giữ được cấu trúc đến 21 ngày trong môi trường nước và độ hút nước lên đến 1.900 lần so với khối lượng của chính nó.

Công trình nghiên cứu khởi sự từ năm 2018. Trong quá trình nghiên cứu, nhóm nghiên cứu nhận thấy sản phẩm tạo thành chưa phân hủy sinh học 100%. Vì vậy nhóm nghiên cứu đang tiếp tục phát triển các sản phẩm có khả năng phân hủy sinh học tốt hơn.

Khả năng ứng dụng cao

Ðiểm nhấn của kết quả nghiên cứu chính là sử dụng nguồn nguyên liệu thải trong nông nghiệp đưa vào để tạo ra polymer siêu hút nước và có tính năng tốt hơn. Nhóm nghiên cứu dẫn giải thêm, bình thường quy trình tổng hợp ra polymer siêu hút nước là người ta sẽ sử dụng chất monomer. Sau đó thực hiện phản ứng polymer hóa để tạo ra được polymer siêu hút nước với điều kiện tạo những liên kết ngang giữa các mạch polymer. Ðó là tổng hợp polymer siêu hút nước. Tuy nhiên, khi đưa cellulose vào thì nó gắn kết vào trong mạch polymer đó luôn, tạo sườn cấu trúc vật liệu cứng, chắc hơn và nó giúp tăng thêm khả năng hút nước.

Sau khi thu nhận kết quả, nhóm nghiên cứu đã nộp đơn lên Cục Sở hữu trí tuệ (Bộ Khoa học và Công nghệ) và đang chờ kết quả thẩm định. Công trình nghiên cứu tận dụng cellulose từ lá khóm vào hệ tổng hợp vật liệu siêu hút nước, mở ra khả năng ứng dụng vào đời sống và tái phục vụ trở lại trong sản xuất nông nghiệp. Trong nông nghiệp, sản phẩm với tính năng hút nước tốt có thể đưa sản phẩm vào các chậu rau, hoa kiểng. Cho dù tưới lượng nước dư, các hạt siêu hút nước sẽ hút giữ lại và “nhả” từ từ cho cây sử dụng.

Do đây là giải pháp mới trong việc ứng dụng cellulose từ lá khóm vào vật liệu siêu hút nước, nhóm nghiên cứu đã vượt qua nhiều thử thách về mặt kỹ thuật. Sản phẩm ra đời sau 3 năm xây dựng và cải thiện. Hiện nay nhóm nghiên cứu còn tiến hành kiểm tra khả năng ứng dụng trong việc hút nước mặn, mở ra khả năng ứng dụng trong các vùng hạn mặn.

Trong xu thế hướng tới một nền kinh tế xanh và bền vững, kinh tế tuần hoàn đang được các chuyên gia kinh tế nhìn nhận như một công cụ. Một cách tiếp cận mới của nhiều quốc gia trên thế giới nhắm tới phát triển kinh tế nhưng không gây hệ lụy môi trường.

Cùng với các hoạt động nghiên cứu của các viện, trường đại học, các doanh nghiệp đang chuyển hướng phát triển sản phẩm và dịch vụ có tính chất xanh, nhằm đáp ứng nhu cầu của thị trường và tạo ra giá trị bền vững. Theo đó, thông qua việc quảng bá, giới thiệu các sản phẩm và dịch vụ xanh được kỳ vọng đáp ứng, thu hút khách hàng và tạo ra lợi nhuận. Từ công trình nghiên cứu công nghệ ứng dụng từ lá khóm tạo được nguồn vật liệu hứa hẹn ra đời nhiều sản phẩm mới hữu ích nhằm phục vụ đời sống, sản xuất nông nghiệp phát triển kinh tế xanh, bảo vệ môi trường.