Vùng biển Việt Nam là loại biển mở nối liền Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương, là một trong những trục hàng hải có lưu lượng tàu bè qua lại rất lớn, trong đó 70% là tàu chở dầu. Việc xảy ra các sự cố tràn dầu sẽ để lại các hậu quả vô cùng nghiêm trọng, gây ô nhiễm môi trường biển, ảnh hưởng nghiêm trọng đến các hệ sinh thái. Đặc biệt là hệ sinh thái rừng ngập mặn, cỏ biển, vùng triều bãi cát, đầm phá và các rạn san hô.
Hiện nay, đã có nhiều biện pháp khác nhau được áp dụng để xử lý sự cố tràn dầu như: sử dụng chất hoạt động bề mặt, phao quây dầu, dùng skimmer để hút dầu và phân tách qua thiết bị phân tách dầu nước, hấp phụ bằng các tấm thấm dầu. Trong đó, sử dụng các vật liệu hấp phụ tách dầu ra khỏi nước được cho là biện pháp hiệu quả giúp giải quyết vấn đề tràn dầu quy vừa và nhỏ, dầu lẫn trong nước thải từ các nhà máy và nước thải sinh hỏa, do đứt gãy đường ống dẫn. Trên thị trường có một số loại vật liệu thấm dầu như bọt polyurethane, polypropylene,…. Tuy nhiên, hiện suất thấm dầu chỉ đạt tối đa 20-50 lần khối lượng và khả năng tái sử dụng thấp.
Graphene là loại vật liệu có nhiều tính chất ưu việt, trong số đó đặc tính siêu kị nước và thân dầu, diện tích bề mặt riêng lớn, hứa hẹn sẽ tạo thành vật liệu thấm hút dầu có hiệu suất cao. Tuy nhiên các nghiên cứu chế tạo vật liệu thấm dầu từ graphene, còn hạn chế do giá thành đắt đỏ của graphene, phương pháp chế tạo phức tạp, khó có thể đưa vào sản xuất ở quy mô công nghiệp.
Từ thực tế đó, nhóm sinh viên Ngô Thị Mỹ Trang, Nguyễn Mai Ngọc Hân, Nguyễn Thị Hải Yến, Trương Thị Trang, Giang Hải Long với sự hướng dẫn của TS. Võ Hoàng Tùng đến từ trường Đại học Hàng hải Việt Nam đã nghiên cứu chế tạo vật liệu thấm hút dầu sử dụng nano graphene dạng tấm với khả năng hấp phụ, thu hồi cao, với giá thành hạ và có thể ứng dụng cho các giải pháp bảo vệ môi trường.
Sau quá trình nghiên cứu, nhóm đã chế tạo thành công vật liệu thấm dầu graphene sponge từ graphene và xốp melamine sản xuất trong nước dễ thực hiện và có tính kinh tế cao.
Theo nhóm nghiên cứu điều kiện chế tạo graphene sponge tối ưu được nghiên cứu phân tán 0.08g graphene trong 100ml xylene, siêu âm trong 15 phút lên tấm xốp melamine, hàm lượng graphene phân tán đạt khoảng 20% khối lượng vật liệu chế tạo. Graphene sponge chế tạo được đã thể hiện khả năng hấp phụ cao (gấp khoảng 75-80 lần khối lượng mẫu đối với dầu nhờn, xăng, diesel, đặc biệt gấp 140 lần khối lượng mẫu khi hấp phụ dầu ăn). Khả năng tái sử dụng của vật liệu tốt đối với xăng và diesel, cần cái thiện thêm với dầu nhờn và dầu ăn. Graphene sponge có khả năng hấp phụ xylene ở thể khí gần như tuyệt đối (đạt 98-99%), tốt hơn đáng kể so với khả năng hấp phụ của than hoạt tính. Từ kết quả đó cho thấy graphene sponge có tiềm năng ứng dụng trong việc xử lý dầu và dung môi hữu cơ quy mô công nghiệp, thân thiện với môi trường.
Đề tài đã đạt giải nhì, lĩnh vực Tài nguyên và Môi trường, Giải thưởng Sinh viên Nghiên cứu Khoa học Euréka lần 23 năm 2021.
