I. Giới thiệu về Aerogel và ứng dụng của nó
Aerogel là một loại vật liệu có cấu trúc xốp, nhẹ và có khả năng cách nhiệt tốt, được sản xuất từ các nguyên liệu tự nhiên như cellulose. Nghiên cứu này tập trung vào việc tổng hợp aerogel từ vi sợi lá dứa, một nguồn nguyên liệu phong phú và dễ dàng thu hoạch tại Việt Nam. Việc sử dụng lá dứa không chỉ giúp giảm thiểu ô nhiễm môi trường mà còn tạo ra một sản phẩm có giá trị cao trong lĩnh vực kỹ thuật hóa học. Các ứng dụng của aerogel rất đa dạng, từ cách nhiệt cho đến hấp phụ các chất ô nhiễm trong môi trường. Theo nghiên cứu, tính chất của aerogel từ vi sợi lá dứa cho thấy khả năng cách nhiệt tương đương với các vật liệu thương mại khác như bông thủy tinh hay polystyrene.
II. Quy trình tổng hợp aerogel từ vi sợi lá dứa
Quy trình tổng hợp aerogel từ vi sợi lá dứa bao gồm các bước chính như thu thập nguyên liệu, xử lý và tổng hợp. Đầu tiên, lá dứa được thu hoạch và xử lý để tách vi sợi cellulose. Sau đó, quá trình tổng hợp vật liệu diễn ra thông qua các phương pháp như phơi khô và liên kết chéo. Kết quả cho thấy vi sợi cellulose aerogel có mật độ nhẹ (13,7 - 29,7 mg/cm3) và độ xốp cao (97,7 - 99,0%). Điều này chứng tỏ rằng việc sử dụng nguyên liệu tự nhiên như lá dứa là khả thi và hiệu quả cho việc sản xuất vật liệu cách nhiệt. Theo nghiên cứu, quá trình tổng hợp này cũng có thể áp dụng cho các loại nguyên liệu khác để tạo ra vật liệu mới với tính năng tương tự.
III. Tính chất và ứng dụng của aerogel từ vi sợi lá dứa
Các tính chất của aerogel từ vi sợi lá dứa cho thấy sự vượt trội trong khả năng cách nhiệt và hấp phụ. Đặc biệt, sau khi được biến tính bằng methyltrimethoxysilane (MTMS), vật liệu này có khả năng siêu kị nước với góc thấm ướt khoảng 150°. Đáng chú ý, aerogel cũng thể hiện khả năng hấp phụ tốt các kim loại nặng như Cr(VI), cho thấy tiềm năng ứng dụng trong xử lý nước thải. Việc bổ sung chất chống cháy như ammonium polyphosphate (APP) làm tăng khả năng tự dập tắt lửa của vật liệu, mở ra hướng đi mới cho việc sử dụng aerogel trong ngành xây dựng và bảo vệ môi trường. Từ những kết quả này, có thể khẳng định rằng aerogel từ vi sợi lá dứa là một lựa chọn hứa hẹn cho các ứng dụng trong kỹ thuật hóa học và bảo vệ môi trường.
