Biến lá rụng thành vật liệu có giá trị cao, chàng trai Việt ở Hàn Quốc gây chú ý

Lá rụng, vốn bị vứt bỏ hàng năm, đã được biến đổi thành một nguồn tài nguyên có thể thay thế rác thải nhựa - vấn đề lớn ở vùng nông thôn.

Nhóm nghiên cứu tại Viện Khoa học và Công nghệ tiên tiến Hàn Quốc (KAIST), với tác giả chính là Ninh Phạm Thành Trung, đã phát triển loại màng phủ nông nghiệp phân hủy sinh học làm từ lá rụng, mở ra hướng giải quyết mới cho vấn đề màng nhựa truyền thống vốn bị xem là nguyên nhân gây ô nhiễm đất.

Từ trên xuống dưới là Giáo sư Jaewook Myung, Tiến sĩ Shinhyeong Choe, nghiên cứu sinh tiến sĩ Yongjun Cho, nghiên cứu sinh thạc sĩ Hoseong Moon và Ninh Phạm Thành Trung (giữa). Ảnh: KAIST

Trên website của mình, KAIST thông báo nhóm nghiên cứu, do Giáo sư Jaewook Myung thuộc Khoa Kỹ thuật Dân dụng và Môi trường dẫn dắt, đã phát triển loại màng phủ nông nghiệp thân thiện môi trường có thể phân hủy trong đất bằng cách sử dụng lá rụng thu gom quanh khuôn viên trường và gần sông Gapcheon ở thành phố Daejeon (Hàn Quốc). Đây là loại màng được dùng để phủ đất, giúp hạn chế cỏ dại và duy trì độ ẩm.

Ý nghĩa của nghiên cứu về lá rụng

Nghiên cứu trên có ý nghĩa ở chỗ đã biến lá rụng, một dạng sinh khối không dùng làm thực phẩm và trước đây bị xem là vô giá trị, thành vật liệu chức năng có giá trị cao.

Màng phủ nông nghiệp được sử dụng rộng rãi trên đồng ruộng là vật liệu thiết yếu để hạn chế cỏ dại và duy trì độ ẩm cho đất. Tuy nhiên, phần lớn các loại màng hiện nay được làm từ polyethylene (PE, loại nhựa phổ biến có nguồn gốc dầu mỏ), nên rất khó thu gom sau khi sử dụng. Phần còn sót lại trong đất sẽ phân rã thành vi nhựa, gây ô nhiễm môi trường.

Để tách các thành phần quan trọng từ lá rụng, nhóm nghiên cứu đã sử dụng Hydrated Deep Eutectic Solvent (DES, loại dung môi thân thiện môi trường có độc tính thấp) được tạo ra bằng cách trộn axit citric và choline chloride.

Thông qua quy trình này, nhóm đã chiết xuất nanocellulose (sợi nano có nguồn gốc thực vật với độ bền cao và thân thiện môi trường) từ thành tế bào thực vật, sau đó kết hợp với polyvinyl alcohol (PVA, vật liệu polymer tan trong nước và có khả năng phân hủy tự nhiên) để tạo ra màng composite. Tính thân thiện môi trường được nâng cao khi toàn bộ quá trình sản xuất đều dựa trên nước thay vì các dung môi hữu cơ độc hại.

Loại màng lá rụng được phát triển theo cách này cho thấy hiệu suất đủ tốt trong môi trường nông nghiệp thực tế. Kết quả thí nghiệm cho thấy vật liệu có khả năng ngăn tia cực tím (UVA và UVB), đồng thời duy trì độ ẩm, giúp hạn chế thất thoát nước trong đất xuống còn khoảng 5% trong suốt 14 ngày.

Ngoài ra, cỏ ryegrass được trồng bằng loại màng này phát triển tốt hơn so với khi không sử dụng màng phủ. Khả năng phân hủy sinh học cũng đã được xác nhận. Kết quả thử nghiệm trong điều kiện đất cho thấy loại màng được KAIST phát triển đã phân hủy 34,4% sau khoảng 115 ngày, nhanh hơn so với các loại màng phân hủy sinh học thông thường.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu xác nhận không xảy ra độc tính với thực vật trong quá trình phân hủy, tức không gây ảnh hưởng đến quá trình nảy mầm và tăng trưởng ban đầu của cỏ ryegrass cùng cải thìa.

Giáo sư Jaewook Myung nói: “Nghiên cứu này có ý nghĩa ở chỗ không chỉ đơn thuần xử lý lá rụng mà còn biến chúng thành vật liệu chức năng có thể bảo vệ môi trường nông nghiệp. Thông qua việc sử dụng lá rụng không cạnh tranh với nguồn thực phẩm cùng quy trình dựa trên nước, công nghệ này có thể được ứng dụng như một giải pháp bền vững thay thế nhựa nông nghiệp”.

Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí khoa học quốc tế Green Chemistry trong lĩnh vực hóa học và môi trường.

Tóm tắt mô hình nghiên cứu của KAIST. aẢnh: Ninh Phạm Thành Trung

Thông tin đáng chú ý về Ninh Phạm Thành Trung

Ninh Phạm Thành Trung sinh năm 1998, quê ở Bình Dương cũ, nay thuộc TP.HCM. Hiện Ninh Phạm Thành Trung nghiên cứu trong lĩnh vực vật liệu nhựa bền vững và kinh tế tuần hoàn tại KAIST.

Ninh Phạm Thành Trung bắt đầu quan tâm đến môi trường từ thời là học sinh THPT, khi anh tham gia các hoạt động tình nguyện dọn rác tại sông, bãi biển và khu dân cư.

Năm 2016, Thành Trung theo học ngành Công nghệ kỹ thuật môi trường tại Đại học Công nghệ Kỹ thuật TP.HCM (trước đây là Đại học Sư phạm Kỹ thuật TP.HCM). Tại đây, anh tốt nghiệp thủ khoa đầu ra với luận văn nghiên cứu khả năng hấp phụ dư lượng kháng sinh trong nước bằng bã đậu phụ.

Ninh Phạm Thành Trung nhận được học bổng toàn phần từ nhiều chương trình thạc sĩ ở Bỉ, Đài Loan và Hàn Quốc nhưng quyết định chọn KAIST vì đánh giá cao môi trường nghiên cứu quốc tế và cơ sở vật chất hiện đại ở đây. Sau khi hoàn thành chương trình thạc sĩ tại KAIST vào tháng 8/2025, anh tiếp tục làm nghiên cứu sinh tiến sĩ tại trường này.

Thành Trung được chú ý sau nghiên cứu biến lá rụng thành màng phủ nông nghiệp phân hủy sinh học. Trong công trình này, anh là tác giả chính, phối hợp cùng nhóm nghiên cứu do Giáo sư Myung Jaewook dẫn dắt.

Ninh Phạm Thành Trung chia sẻ rằng anh mong muốn phát triển các vật liệu xanh không chỉ ở sản phẩm cuối cùng, mà còn trong toàn bộ quy trình nghiên cứu. Sau này, anh dự định tiếp tục làm việc trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển về vật liệu nhựa bền vững, hoặc trở về Việt Nam giảng dạy tại đại học.