Sản xuất đèn LED từ chất thải thực phẩm

Kể từ hơn một thập kỷ nay, đèn LED đã khẳng định được hiệu quả tiết kiệm năng lượng vượt trội và ngày càng được sử dụng rộng rãi để thay thế đèn huỳnh quang và đèn sợi đốt trong sản xuất công nghiệp và đời sống.

Tuy nhiên, giá thành cao vẫn là trở ngại trong việc tiếp cận đèn LED của cư dân nhiều nước đang phát triển. Để giải quyết vấn đề này, hai giáo sư đại học tại Utah (Mỹ) đã nghiên cứu, chế tạo ra một loại đèn LED mới làm từ chất thải thực phẩm với giá thành sản xuất tương đối thấp, đồng thời còn góp phần xử lý chất thải, bảo vệ môi trường.

Cụ thể, giáo sư Prashant Sarswat và giáo sư Michael Free đã trộn nước ngọt dư thừa, vụn bánh mỳ và bánh ngô với một loại dung môi đặc biệt, sau đó cho hỗn hợp này vào máy nhiệt phân. Dưới tác động của nhiệt độ và áp suất cao, chỉ sau khoảng 30-90 phút (tuỳ thuộc vào từng đơn chất và hợp chất có trong hỗn hợp trên), các chấm các-bon đã bắt đầu xuất hiện. Tiếp đó, để xác định tính chất quang học và vật liệu của các chấm các-bon này, Sarswat và Free đã thực hiện 4 quy trình kiểm tra khác nhau, gồm quang phổ hồng ngoại chuyển hoá Fourier, quang phổ quang điện tử tia X, kỹ thuật hình ảnh Raman và AFM.

Kết quả kiểm tra cho thấy, các tinh thể sucrose và D-fructose hoà tan trong nước ngọt với đường kính 20 nm đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về kích thước, màu sắc và độ sáng cần thiết để thực hiện vai trò của chấm các-bon trong đèn LED.

Phát biểu về thành công của sáng chế, giáo sư Prashant Sarswat cho biết: “Công nghệ chế tạo đèn LED hiện nay chủ yếu sử dụng các loại vật liệu như cadmium selenide hay graphene để tạo nên các chấm lượng tử (QD). Hạn chế của công nghệ này là nguyên liệu đầu vào rất hiếm hoặc khá tốn công để tổng hợp, ví dụ như cadmium selenide có giá 529 đô la cho 25 ml dung dịch. Hơn thế, quá trình khai thác, tổng hợp và sử dụng cũng ẩn chứa không ít nguy cơ ô nhiễm môi trường và gây hại cho sức khoẻ con người. Với công nghệ mới của chúng tôi, nguy cơ này hoàn toàn được xoá bỏ trong khi nhà sản xuất và người tiêu dùng không cần lo lắng về giá thành khi nguồn nguyên liệu đầu vào rất dồi dào và rẻ.”

Theo số liệu của Bộ Nông nghiệp Mỹ, mỗi năm có đến 31% lượng nông sản thành phẩm trên toàn liên bang không được sử dụng đến. Nếu có thể tận dụng được nguồn nguyên liệu này để sản xuất đèn LED thân thiện môi trường, nước Mỹ có thể đạt được những bước tiến lớn về tiết kiệm năng lượng, đồng thời xuất khẩu sản phẩm công nghệ này trên phạm vi thế giới.

Anh Tuấn (Theo Science Daily)