Bình Minh và Kiều Khanh trong phòng thí nghiệm
“Trải qua nhiều lần thí nghiệm và thất bại, lắm lúc 2 chị em muốn bỏ cuộc, nhưng cứ nghĩ đến chuyện mẹ phải hàng ngày sử dụng các loại túi ni lông không đảm bảo an toàn, ảnh hưởng đến sức khỏe, môi trường, chúng em lại được tiếp thêm quyết tâm thực hiện ý tưởng”. Nguyễn Cẩm Bình Minh, học sinh lớp 12 chuyên sinh, Trường THPT chuyên Quốc học Huế mở đầu câu chuyện về quá trình hiện thực hóa ý tưởng sử dụng tinh bột sắn và dung dịch nano bạc, polyvinylancol (PVA) sản xuất túi sinh học có khả năng kháng khuẩn và phân hủy.
Ý tưởng hình thành từ tháng 7/2016, trải qua nhiều lần thí nghiệm (trung bình 3 buổi/tuần), đến tháng 1/2017 sản phẩm tương đối hoàn thiện tham gia Cuộc thi Intel Isef và đạt giải nhất lĩnh vực. Tuy nhiên theo lời của Kiều Khanh, sản phẩm lúc bấy giờ vẫn tồn tại nhiều khuyết điểm về tính thẫm mỹ và hiện nay đã cơ bản hoàn thiện có mẫu mã đẹp, độ bền cao. Với màu trắng đục khá đặc trưng, túi ni lông sinh học nhìn không khác nhiều so với các loại túi thông thường.
Nguyễn Cẩm Kiều Khanh, học sinh lớp 11 hóa 1 thông tin: một lần, nhà em làm bánh bột lọc thì vô tình phát hiện bột lọc có khả năng tạo được màng mỏng có độ bền kéo. Em nghĩ ngay đến việc dùng tinh bột cán mỏng thành màng rồi từ màng tạo thành túi. Sau đó, em mạnh dạn tham khảo ý kiến của thầy Lê Đại Vương và được thầy hỗ trợ tư vấn, liên hệ cho mượn phòng thí nghiệm thực hiện ý tưởng.
Đối tượng nghiên cứu chính của đề tài là nano bạc, tinh bột sắn và bổ sung (PVA, glycerol). Nguyễn Cẩm Bình Minh lý giải: Tinh bột sắn có khả năng tạo túi mỏng khi phối trộn với các phụ liệu khác, đồng thời có khả năng tự phân hủy nhanh trong môi trường tự nhiên, giá thành thấp nhưng giòn, khó gia công. PVA là một nguyên liệu tổng hợp, không độc, tan trong nước, dễ gia công, có thể kết hợp với một số nguyên liệu sinh học và có độ đàn hồi rất tốt.
Sự kết hợp của PVA và tinh bột sẽ tạo ra một sản phẩm giúp cải thiện các tính chất của các nguyên liệu để tạo túi. Trong khi đó, các chất có chứa trong dung dịch bạc nano tạo sự ổn định cho nano bạc và tăng cường tính chất kháng khuẩn của dung dịch. Ngoài ra, em còn sử dụng các nguyên liệu phụ gia cần thiết như glyxerol trong chế tạo màng từ nano bạc và tinh bột sắn để làm tăng khả năng gia công của tinh bột.
Để tạo túi, các phần tử tinh bột dàn phẳng ra sắp xếp lại và tương tác trực tiếp với nhau nhờ liên kết hydro và gián tiếp qua phân tử nước. Quá trình thực hiện, các yếu tố tỷ lệ nguyên liệu, nhiệt độ, thời gian được theo dõi một cách kỹ lưỡng. Ở nhiệt độ phòng thí nghiệm, sản phẩm hoàn thiện trong thời gian khoảng 1 ngày; lâu nhất là thời gian đợi lớp tráng khô. Kết quả kiểm tra các hoạt tính kháng khuẩn của túi sinh học bằng phương pháp vòng kháng khuẩn với hai vi khuẩn E.Coli và Salmonela cũng chứng minh túi có hoạt tính kháng khuẩn tốt.
Không chỉ tập trung nghiên cứu về độ bền, kháng khuẩn của sản phẩm, 2 tác giả còn tiến hành khảo sát khả năng phân hủy sinh học của túi bằng phương pháp chôn ủ trong môi trường đất bằng cách theo dõi độ giảm khối lượng của túi. Theo đó, thời gian phân hủy của túi trong môi trường đất giảm theo từng ngày và không ảnh hưởng đến môi trường.
Theo lời Bình Minh, lúc đầu làm do chọn tỷ lệ không phù hợp nên sản phẩm dòn, dễ hỏng, không đảm bảo tính thẩm mỹ. Việc tráng nguyên liệu cho mỏng cũng khiến 2 chị em đau đầu không ít. Từ việc sử dụng dụng cụ cán mỏng đến chọn vật liệu cán và mặt phẳng cán…cũng tiêu tốn không ít thời gian nghiên cứu. Theo thời gian, mức độ hoàn thiện sản phẩm càng cao. Và với mức chi phí bỏ ra trung bình mỗi túi khoảng 400 đồng, sản phẩm nếu được chuyển giao công nghệ sẽ tạo nên sản phẩm thân thiện với môi trường và sức khỏe con người.
Hoàng Thảo Nguyên