Mang tính ứng dụng cao giúp tối ưu hóa các nguồn lực của doanh nghiệp và người sản xuất nhằm hỗ trợ giải quyết các vấn đề thực tiễn, hai công trình của hai nhóm nghiên cứu Trường Đại học Bách khoa vừa được vinh danh giải Nhất và giải Nhì cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2024.

Công trình đoạt giải Nhất là nghiên cứu “Công nghệ chuyển hóa bùn giấy thành cellulose vi khuẩn” của PGS. TS. Nguyễn Đình Quân cùng nhóm PTN Nhiên liệu Sinh học và Biomass, nhận giải thưởng 70 triệu đồng. Đoạt giải Nhì là “Máy nông nghiệp Airboots” đến từ nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Vũ Ngọc Ánh cùng cộng sự, nhận giải thưởng trị giá 50 triệu đồng.

Đại diện hai nhóm nghiên cứu PGS. TS. Nguyễn Đình Quân và PGS. TS. Vũ Ngọc Ánh tại Lễ trao giải Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2024.

 Giải Nhất – Công nghệ chuyển hóa bùn giấy thành cellulose vi khuẩn

PGS. TS. Nguyễn Đình Quân cho biết công trình “Công nghệ chuyển hóa bùn giấy thành cellulose vi khuẩn” vốn bắt nguồn từ một sáng kiến đơn giản nhưng khi bắt tay xây dựng quy trình thực tế, nhóm nghiên cứu PTN Nhiên liệu Sinh học và Biomass đã nhận ra rất nhiều thách thức kỹ thuật. Cụ thể là phải làm sao tối ưu hóa được việc thủy phân cellulose bột giấy trong acid mà vẫn khống chế được nồng độ hóa chất sau đó trong ngưỡng đảm bảo cho vi khuẩn sinh trưởng.

Giải Nhất được trao cho nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Nguyễn Đình Quân và PTN Nhiên liệu Sinh học và Biomass.

     “Tôi may mắn có được những cộng sự tận tâm và thông minh, sáng tạo. Thạc sỹ Lê Tấn Nhân Từ – cựu sinh viên K2016, nghiên cứu viên của phòng, đã có những sáng kiến giúp nhóm vượt qua những khó khăn này. Bằng kỹ thuật kết tủa muối trung hòa acid, hoặc dùng lượng acid ít nhưng đậm đặc, rồi pha loãng hỗn hợp sau thủy phân đến nồng độ acid thấp hơn ngưỡng ức chế vi khuẩn, chúng tôi đã đạt được hiệu suất chuyển hóa cellulose và lên men toàn quá trình đến 70%”, theo PGS. TS. Nguyễn Đình Quân.

Các màng cellulose vi khuẩn mà nhóm thu được từ bùn giấy là một loại nguyên liệu sinh học giá trị và tiềm năng có thể được ứng dụng đa dạng trong nhiều lĩnh vực, ví dụ nhựa sinh học, dệt may, màng lọc nano, da/gỗ nhân tạo, áo giáp chống đạn và sản xuất giấy cao cấp.

Giải pháp này vừa giúp nhà máy giải quyết một phần gánh nặng xử lý chất thải vừa góp phần vào nền kinh tế tuần hoàn khi sản phẩm tạo ra tiếp tục được mang đi ứng dụng. Bằng cách này, quá trình sản xuất giấy thêm bền vững nhờ giá trị gia tăng từ tận dụng nguồn thải.

Nhóm nghiên cứu PTN Nhiên liệu Sinh học và Biomass.

Nói về thành công của dự án, PGS. TS. Nguyễn Đình Quân cho rằng ông chỉ là đại diện cho thành quả nghiên cứu của một nhóm giảng viên, nghiên cứu viên, và các em sinh viên. Trong đó, sự hỗ trợ của Ban Giám hiệu nhà trường cũng như một số đơn vị sản xuất ngành giấy là yếu tố không thể thiếu.

Công nghệ chuyển hóa bùn giấy thành cellulose vi khuẩn được ứng dụng quy mô thử nghiệm pilot tại nhà máy giấy Thuận An (Bình Dương) và nhà máy giấy Khôi Nguyên (Bình Phước). Đại diện nhóm cho biết sẽ triển khai ứng dụng nghiên cứu này không chỉ trong ngành giấy mà còn nhiều ngành khác, đồng thời tận dụng sản phẩm để tạo ra giá trị gia tăng trong ngành sản xuất cũng như nhân rộng nghiên cứu.

Công trình của nhóm được Cục Sở hữu trí tuệ chấp nhận đơn đăng ký độc quyền sáng chế tháng 10/2023.

Giải Nhì – Máy nông nghiệp Airboots

Phát minh “Airboots – Robot gieo hạt, phun thuốc, bón phân sử dụng đa chong chóng đẩy” ra đời nhằm hỗ trợ người nông dân tiếp cận với các thiết bị mới, nâng cao năng suất lao động và hạn chế tác động từ các hóa chất độc hại khi canh tác. Máy có ba tính năng cơ bản là gieo xạ, phun thuốc và bón phân.

PGS. TS. Vũ Ngọc Ánh cho biết Airboots là một thế hệ mới của xe nông nghiệp có trọng lượng siêu nhẹ. Máy hoạt động dựa trên nguyên lý tận dụng lực Archimedes, cho phép nổi trên mặt ruộng, trong khi được đẩy bởi hệ thống cánh quạt. Máy sử dụng thiết kế nhiều phao nhỏ (máng trượt) bên dưới, giúp di chuyển trên ruộng lúa một cách dễ dàng và hạn chế gây đổ rạp cây lúa.

Nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Vũ Ngọc Ánh cùng cộng sự nhận giải Nhì với giải thưởng trị giá 50 triệu đồng.

Airboots vận hành bằng công nghệ GPS RTK có độ chính xác đến centimet, giúp việc gieo sạ, bón phân, phun thuốc chính xác hơn, năng suất vượt trội bằng 30 lao động. Ưu điểm này góp phần giải quyết vấn đề thiếu hụt lao động ở nông thôn.

Bên cạnh đó, phương tiện có điểm vượt trội hơn so với máy bay không người lái (drone) về tải trọng, chi phí vận hành và chi phí mua sắm thiết bị. Sử dụng nguyên lý trượt, Airboots có khả năng mang tải trọng gấp 3 lần drone với cùng một công suất do đó giảm chi phí vận hành còn 1/3, chi phí mua sắm thiết bị còn 1/2 so với drone có cùng tải trọng.

Ngoài ra, người dùng có thể quản lý hoạt động của máy bằng điện thoại thông minh nhờ vào hệ thống điều khiển được tích hợp vào máy để tự động vận hành trên ruộng và thực hiện các tác vụ được lập trình sẵn.

Sản phẩm của nhóm đã được đăng ký bảo hộ quyền sáng chế tháng 7/2023. Theo PGS. TS. Vũ Ngọc Ánh, đây là phát minh có tính cách mạng hoá nông nghiệp nói chung và ngành lúa gạo top đầu thế giới của Việt Nam nói riêng.

——————————————-

Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2024 chính thức khởi động từ ngày 2/12/2023, gồm những lĩnh vực có tính ứng dụng rộng bao gồm: y sinh – hóa sinh, công nghệ, nông nghiệp, môi trường và vật liệu mới, vật liệu vi mạch bán dẫn. Cuộc thi nằm trong chuỗi hoạt động chào mừng Ngày Khoa học và Công nghệ Việt Nam 18/5, kỷ niệm 65 năm thành lập Bộ KH&CN. Lễ trao giải Cuộc thi Sáng kiến Khoa học 2024 vừa được tổ chức vào ngày 16/5 tại Hà Nội.

Xin mời xem thêm tại:
1. Báo VNExpress: https://vnexpress.net/chuyen-hoa-bun-thanh-cellulose-vi-khuan-gianh-giai-nhat-sang-kien-khoa-hoc-2024-4746669.html
2. Báo Giáo dục và Thời đại: https://giaoducthoidai.vn/may-bay-gieo-hat-phun-thuoc-bon-phan-cho-cay-post680622.html