Sơn có thành phần cứng hơn thép 200 lần

Nhà khoa học cùng doanh nghiệp Việt vừa nghiên cứu thành công sơn nước có thành phần từ than chì giúp chịu đựng tốt với va đập, thời tiết...

TS Đinh Đức Anh, Trưởng nhóm nghiên cứu của Viện Kỹ thuật công nghệ cao, Đại học Nguyễn Tất Thành cho biết, graphene cứng hơn thép 200 lần, có cấu trúc nano hai chiều nên việc đưa vào thành phần sơn góp phần tăng tính cơ lý của màng sơn như độ cứng, độ mài mòn. "Graphene còn có khả năng tản nhiệt nhanh khi phủ trên các bề mặt vật liệu khác nhau", TS Anh nói.

Từng có hơn 15 năm làm sơn, ông Vũ Văn Lĩnh (58 tuổi, Giám đốc công ty sơn Việt Nhật) nhận thấy cơ hội lớn bởi các tập đoàn đa quốc gia chưa từng ứng dụng graphene vào trong sơn. Tháng 9/2019, hơn 10 thành viên nhóm nghiên cứu Viện kỹ thuật công nghệ cao, Đại học Nguyễn Tất Thành (quận 4, TP HCM) và 5 chuyên gia R&D của doanh nghiệp cùng phối hợp triển khai các thí nghiệm, thử nghiệm sản xuất sơn graphene.

TS Đinh Đức Anh (trái) và ông Vũ Văn Lĩnh giới thiệu về hộp sơn graphene thử nghiệm. Ảnh: Hà An.

Nhóm nghiên cứu Đại học Nguyễn Tất Thành đảm nhiệm việc tổng hợp ra vật liệu graphene quy mô phòng thí nghiệm, thử nghiệm các tính chất của loại sơn mới so với sơn thông thường. Phía doanh nghiệp làm thí nghiệm, tìm cách đưa graphene vào công thức sơn ở quy mô công nghiệp để tạo ra sản phẩm cuối cùng và sơn thử nghiệm ở các công trình xây dựng.

Theo nhóm nghiên cứu, đây là công đoạn khó khăn nhất vì "thử sai và cần nhiều kinh phí để cho ra sản phẩm tối ưu cuối cùng. Có những thử nghiệm khi làm ở phòng thí nghiệm cho kết quả khả thi, nhưng khi làm ở quy mô công nghiệp thì bị sai lệch", đại diện nhóm nói.

Ông Lĩnh kể lại, ở công đoạn khuấy sơn với 20 phụ gia khác nhau, cánh quạt phòng thí nghiệm rất nhỏ. Nhưng ở quy mô công nghiệp cánh quạt khuấy dài hơn 1 mét, tốc độ khuấy thay đổi khiến các thành phần sơn giữa phòng thí nghiệm và công nghiệp sai lệch, buộc phải điều chỉnh. Hai bên phải tính toán thống nhất điều chỉnh và tối ưu từ phòng thí nghiệm để tránh thử nghiệm nhiều lần. Cùng với đó là việc cân nhắc thời điểm cho graphene, tính toán hàm lượng graphene trong sơn, tốc độ khuấy trong công đoạn này để có sản phẩm tối ưu về chất lượng và giá thành.

Phòng thí nghiệm tại doanh nghiệp với nhiều hóa chất, phụ gia cho việc thử nghiệm sơn graphene. Ảnh: Hà An.

Tháng 8/2020, sản phẩm thử nghiệm đầu tiên thành hình sau "hơn 80 lần làm việc trực tiếp hai bên, hơn 100 email trao đổi và không biết bao nhiêu cuộc gọi với Đức Anh và các nhân sự khác", ông Lĩnh nhớ lại.

Nhóm nghiên cứu bắt đầu thử nghiệm sơn với các công trình nhà ở tại thành phố Vũng Tàu (tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu), huyện Gò Công Đông (tỉnh Tiền Giang). Các công trình được phủ áo mới là lớp sơn nước có chứa graphene được doanh nghiệp làm miễn phí. Các mảng tường của một căn nhà được sơn các loại sơn graphene khác nhau, tuỳ thuộc vào cường độ chiếu sáng của mặt trời, gió biển...

Gần 4 tháng trôi qua với mưa, nắng, gió biển mang theo hơi muối nhưng những bức tường vẫn sáng bóng, không biểu hiện bong tróc, loang lổ. Nhóm nghiên cứu cho biết, chỉ cần tường chịu được ít nhất hai mùa mưa nắng (hai năm) là quá trình thử nghiệm cơ bản hoàn thành và có thể sản xuất thương mại. Hiện sơn của nhóm nghiên cứu ở giai đoạn thử nghiệm có độ cứng hơn các loại sơn thường cùng loại từ 2 đến 5%.

Theo ông Lĩnh, giá thành sản phẩm sơn graphene không chênh lệch so với sơn truyền thống, nhưng ưu điểm chịu đựng thời tiết khắc nghiệt, cọ xát, va đập tốt hơn hẳn. Việc giá thành cạnh tranh còn bởi tận dụng được nguồn nguyên liệu rẻ. TS Đức Anh cho hay, chỉ cần than chì tinh khiết trên 95% là có thể sử dụng để tổng hợp graphene.

Theo TS Đức Anh, hiện trên thế giới mới có một doanh nghiệp ở Tây Ban Nha nghiên cứu và ứng dụng graphene. Tuy nhiên, doanh nghiệp này ứng dụng cho sơn vôi, không phải sơn nước. Tại Việt Nam, một số doanh nghiệp có sản xuất sơn có thành phần graphene nhưng số lượng nhỏ, giá thành cao.