Tiên phong chế tạo vật liệu chống cháy từ nấm

Thể sợi nấm – mạng lưới sợi nấm có khả năng phát triển mạnh trên chất thải hữu cơ và trong bóng tối – có thể là nền tảng cho vật liệu chống cháy bền vững. Hiện tại, các nghiên cứu viên Đại học RMIT đang điều chỉnh thành phần hóa học của thể sợi nấm để khai thác đặc tính chống cháy của nó.

Theo Phó giáo sư Tiên Huỳnh, chuyên gia người Australia gốc Việt về công nghệ sinh học và nấm học, nghiên cứu của bà và đồng nghiệp cho thấy có thể trồng sợi nấm từ chất thải hữu cơ tái tạo.

“Thường thì nấm tồn tại ở dạng hỗn hợp, có dính lẫn thức ăn thừa. Tuy nhiên, chúng tôi đã tìm ra cách trồng sợi nấm tinh khiết ở dạng tấm. Những tấm này có thể được xếp chồng lên nhau và chế tạo thành sản phẩm phục vụ các mục đích sử dụng khác nhau – từ tấm vật liệu phẳng cho ngành xây dựng đến vải giả da cho ngành thời trang”, Phó giáo sư Tiên đến từ Khoa Khoa học, Đại học RMIT, cho biết.

Phương pháp mới này tạo ra các tấm sợi nấm mỏng như tờ giấy dán tường mà không nghiền nát cấu trúc mạng lưới của thể sợi nấm. Thay vào đó, nhóm nghiên cứu sử dụng điều kiện tăng trưởng và hóa chất khác nhau để tạo ra vật liệu vừa mỏng, vừa có cấu trúc đồng nhất và quan trọng là có khả năng chống cháy.

Sử dụng nấm để chống cháy trong xây dựng

Nhóm nghiên cứu đang tập trung tạo ra vật liệu ốp chống cháy có nguồn gốc sinh học cho các tòa nhà để ngăn chặn những thảm kịch tương tự như vụ cháy tháp Grenfell ở Anh năm 2017. Trong vụ cháy này, ngọn lửa chết người đã lan rộng nhanh hơn do trong tấm ốp tòa nhà có một thành phần rất dễ bắt lửa.

Chuyên gia về tính chất dễ cháy và tính nhiệt của vật liệu sinh học, đồng thời là đồng tác giả của bài báo khoa học về công trình nghiên cứu, PGS. Everson Kandare cho biết sợi nấm có nhiều tiềm năng trở thành vật liệu chống cháy.

Theo PGS. Kandare: “Sợi nấm tuyệt vời vì nó tạo một lớp than cách nhiệt khi tiếp xúc với lửa hoặc nhiệt bức xạ. Sợi nấm tồn tại được ở nhiệt độ càng cao càng lâu thì càng tốt để sử dụng làm vật liệu chống cháy”.

Ông giải thích rằng ngoài tính hiệu quả thì tấm ốp làm từ sợi nấm có thể được sản xuất từ chất thải hữu cơ tái tạo và không gây hại cho môi trường khi đốt cháy. Ngược lại, các tấm ốp tổng hợp thường chứa nhựa nên sẽ tạo ra khí độc và nhiều khói khi cháy.

PGS. Kandare cho biết: “Các chất chống cháy chứa bromide, iodide, phốt-pho và ni-tơ thì hiệu quả nhưng cũng tác động xấu đến sức khỏe và môi trường. Đó là vì các chất gây ung thư và hại thần kinh có thể thoát ra từ những chất chống cháy này và lưu lại trong môi trường, gây hại cho thực vật và động vật. Sợi nấm có nguồn gốc sinh học thì chỉ tạo ra nước và carbon dioxide tự nhiên”.

Đưa nghiên cứu vào cuộc sống

Trong tương lai, nghiên cứu này có thể dẫn đến việc sản xuất tấm ốp tòa nhà có chất lượng tốt hơn và thân thiện với môi trường. PGS Tiên nhận định: “Nhựa thì sản xuất nhanh và dễ dàng, trong khi nấm sinh trưởng chậm và tương đối khó sản xuất ở quy mô lớn”.

“Tuy nhiên, chúng tôi đã được một số doanh nghiệp sản xuất nấm tiếp cận để sử dụng các sản phẩm phế thải có chứa nấm của họ. Việc hợp tác với các doanh nghiệp này vừa có thể bỏ qua yêu cầu phải xây dựng trang trại mới, vừa sản xuất ra sản phẩm đáp ứng nhu cầu phòng cháy một cách bền vững”.

Nhóm nghiên cứu hiện đang tìm cách tạo ra những tấm thảm nấm được gia cố bằng sợi tổng hợp để làm chậm quá trình bắt lửa, giảm cường độ cháy và cải thiện xếp hạng an toàn cháy nổ. PGS. Tiên tin rằng nghiên cứu này có tiềm năng đưa vào thực tiễn tại Việt Nam thông qua hợp tác với các đơn vị sản xuất nấm trong nước.Bà cho biết: “Khí hậu Việt Nam rất hoàn hảo vì nấm phát triển tốt hơn trong điều kiện ấm áp và ẩm ướt. Ở Melbourne (Australia), chúng tôi phải trồng nấm trong môi trường chuyên dụng được kiểm soát nhiệt độ”.

“Ngoài ra, nền nông nghiệp lớn mạnh của Việt Nam cũng là lợi thế. Đây là cơ hội tốt để chúng tôi khám phá ngành sản xuất nấm đa dạng của Việt Nam. Chúng tôi cũng đã và đang xem xét một tiềm năng khác nữa là trồng nấm bằng cà phê và ca cao”.

“Với số lượng lớn nấm được sản xuất, phế thải từ đó lý tưởng để làm các tấm chống cháy. Điều này sẽ không ảnh hưởng tới ngành nông nghiệp hiện có mà có thể sẽ thúc đẩy nhiều người tham gia sản xuất nấm hơn”.

PGS. Tiên cũng nhận định rằng Việt Nam có vị trí chiến lược vì ở gần nhiều quốc gia khác, đặc biệt là các quốc gia có dân số đông nhất nhì như Trung Quốc và Ấn Độ. Việc sản xuất tại Việt Nam có thể hiệu quả hơn về mặt tài chính và logistics so với việc sản xuất ở Australia hay Mỹ.

Bài báo khoa học mang tên “Chống cháy cho các vật liệu tổng hợp dễ cháy bằng sợi nấm: Nghiên cứu về ảnh hưởng của quá trình khử acetyl đối với tính ổn định nhiệt và phản ứng cháy của sợi nấm” (tác giả chính: Nattanan Chulikavit), được xuất bản trên tạp chí Polymer Degradation and Stability. Bài báo dựa trên nghiên cứu sơ bộ được công bố bởi nhóm chuyên gia trên các tạp chí quốc tế được xếp hạng cao là Polymer Degradation and Stability và Nature’s Scientific Reports

Đây là một dự án hợp tác quy mô lớn giữa Đại học RMIT, Đại học New South Wales, Đại học Bách khoa Hồng Kông và Trung tâm đào tạo về công nghệ an toàn và vật liệu chống cháy của của Hội đồng Nghiên cứu Australia (ARC).