Trung Quốc dùng đất hiếm phát triển chất tạo màu giá rẻ, thân thiện môi trường

Ảnh minh họa. Nguồn: Global Times

Tờ Science and Technology Daily ngày 12/1 đánh giá chất tạo màu làm từ đất hiếm này được kỳ vọng dẫn đầu thế hệ công nghệ sắc tố tương lai.

Theo Global Times (Trung Quốc), các chất tạo màu công nghiệp hiện nay thường chứa lượng nhỏ kim loại nặng như chì, cadimi và thủy ngân để tăng độ bền màu. Dù có lớp phủ bảo vệ, các kim loại này vẫn có thể thoát ra ngoài trong một số điều kiện nhất định và xâm nhập vào cơ thể con người qua tiếp xúc, hít thở hoặc nuốt phải, từ đó gây tổn hại đến hệ thần kinh, máu và chức năng thận của con người.

Tận dụng nguồn tài nguyên đất hiếm phong phú của Trung Quốc, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Dong Bin tại Đại học Dân tộc Đại Liên dẫn đầu đã phát triển thành công chất tạo màu đất hiếm chi phí thấp, không chứa kim loại nặng độc tính, đồng thời đạt được độ bão hòa màu cao trong bốn hệ màu chính gồm xanh lục, vàng, cam và đỏ.

Ban đầu, nhóm tập trung vào các nghiên cứu cơ bản về đất hiếm. Trong quá trình rà soát tài liệu khoa học liên quan đến ứng dụng của đất hiếm, họ nhận ra ngành chất tạo màu vô cơ truyền thống đang rơi vào tình thế tiến thoái lưỡng nan với phần lớn màu sáng từ vàng đến đỏ đều phải dựa vào hợp chất kim loại nặng. Dù mang hiệu quả tạo màu vượt trội, nhưng chúng lại độc hại và dễ tích tụ trong cơ thể sau một thời gian. Từ đó, nhóm nghiên cứu đã có phát hiện mang tính tình cờ nhưng đột phá, đó là các ion đất hiếm có thể tạo màu mạnh mẽ mà không cần kèm theo kim loại nặng độc hại.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng aluminosilicat thân thiện với môi trường trong cả quá trình điều chế và sử dụng, khiến chúng rất phù hợp với các yêu cầu của chất tạo màu lý tưởng. Nhóm nghiên cứu cũng đạt được bước đột phá trong việc kiểm soát chi phí. Aluminosilicat là một trong những khoáng chất phổ biến nhất trong vỏ Trái Đất, phân bố rộng rãi và có giá rẻ. Ngoài ra, các ion đất hiếm cần thiết để sản xuất chất tạo màu chủ yếu là các nguyên tố có nhu cầu thị trường tương đối thấp, mang lại lợi thế rõ ràng về chi phí cho công nghệ này.

“Chi phí thấp của các vật liệu này, cùng với mức cải thiện hiệu suất thu được từ sản xuất quy mô lớn, khiến chúng tôi tin tưởng rằng giá bán có thể giảm hơn 60% so với các dòng chất tạo màu cao cấp thân thiện môi trường hiện nay”, ông Dong Bin chia sẻ với tờ Science and Technology Daily.

Trong khi đó, ông Xu Hongxing tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc nhận định rằng chất tạo màu đất hiếm mới đã vượt qua những giới hạn của chất tạo màu truyền thống, loại bỏ độc tính và nguy cơ gây ô nhiễm, đồng thời đạt độ ổn định cao hơn và chi phí thấp hơn, từ đó mở ra hướng đi cho thế hệ công nghệ bột màu tiếp theo.

Tính đến thời điểm hiện tại, nhóm nghiên cứu đã làm chủ công nghệ sản xuất ổn định chất tạo màu thuộc bốn nhóm chính: xanh lá, vàng, cam và đỏ. Họ cũng đã ký kết thỏa thuận hợp tác ban đầu với Jinpu New Area ở Đại Liên (tỉnh Liêu Ninh) để triển khai dây chuyền sản xuất thử nghiệm công suất 500 tấn, tạo nền tảng cho sản xuất quy mô lớn.

Trong giai đoạn tiếp theo, nhóm đặt mục tiêu hoàn thiện toàn bộ phổ màu. Về ứng dụng, sản phẩm dự kiến được đưa vào những lĩnh vực gắn bó mật thiết với đời sống hằng ngày như mặt ngoài công trình xây dựng, đường băng, gốm sứ và sơn phủ ô tô... Bên cạnh đó, nhóm cũng đang nghiên cứu mở rộng ứng dụng đất hiếm trong lĩnh vực y học.

Hà Linh/Báo Tin tức và Dân tộc