Các nhà nghiên cứu tại Đại học Quốc gia Seoul (Hàn Quốc) đã chuyển đổi thành công các đầu lọc thuốc lá đã qua sử dụng thành một loại vật liệu có hiệu suất tích trữ năng lượng cao, có thể tích hợp vào máy tính, các thiết bị cầm tay, các loại xe điện và tuabin gió. Kết quả nghiên cứu của họ đã được công bố trên tạp chí Nanotechnolog do IOP Publishing xuất bản.

Theo nghiên cứu, vật liệu này có hiệu suất vượt trội so với cacbon, graphene và các ống nano cacbon thương mại hiện có. Trong tương lai gần, vật liệu này có thể được sử dụng để phủ lên các điện cực của siêu tụ điện - các thành phần điện hóa có thể tích trữ một lượng năng lượng điện cực lớn. 

Theo GS. Jongheop Yi, Đại học Quốc gia Seoul, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy các đầu lọc thuốc lá đã qua sử dụng có thể chuyển thành vật liệu cacbon hiệu suất cao bằng một phương pháp kỹ thuật đơn giản, đồng thời đây cũng là một giải pháp xanh trong việc đáp ứng nhu cầu năng lượng của thế giới”. 

“Hiện nay, nhiều quốc gia đang xây dựng các quy định chặt chẽ để ngăn chặn hàng nghìn tỷ đầu lọc thuốc lá độc hại và không phân hủy thải ra môi trường hàng năm. Phương pháp của chúng tôi chỉ là một cách để thực hiện điều này”, GS. Yi cho biết thêm.

Cacbon là vật liệu phổ biến nhất được tìm thấy trong các siêu tụ điện do giá thành thấp, diện tích bề mặt cao, độ dẫn điện cao và tính ổn định lâu dài. Các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới đang tiến hành nghiên cứu nhằm cải tiến các đặc tính của các siêu tụ điện - như mật độ năng lượng, mật độ công suất và độ ổn định chu trình của chúng - đồng thời cố gắng nỗ lực giảm thiểu chi phí sản xuất. 

Trong nghiên cứu của mình, GS. Yi và các đồng nghiệp đã chứng minh được các sợi axiat xeluloza có trong các đầu lọc thuốc lá có thể chuyển đồi thành vật liệu cacbon bằng phương pháp kỹ thuật nung đơn giản được gọi là nhiệt phân. Vật liệu thu được chứa một số lượng các lỗ cực nhỏ, có thể làm gia tăng hiệu suất của nó khi được sử dụng làm vật liệu siêu tụ điện.

“Vật liệu siêu tụ điện hiệu suất cao cần có diện tích bề mặt lớn, điều này có thể thực hiện được bằng cách kết hợp một lượng lớn các lỗ nhỏ vào trong vật liệu”, GS. Yi cho biết. “Sự kết hợp các lỗ có kích thước khác nhau sẽ đảm bảo rằng vật liệu có mật độ năng lượng cao, đây là một đặc tính thiết yếu trong siêu tụ điện”. 

Sau khi được chế tạo, vật liệu cacbon này được gắn vào một điện cực và được thử nghiệm trong hệ thống ba điện cực để kiểm tra hiệu năng của vật liệu trong hấp thụ các ion chất điện giải (sạc) và sau đó giải phóng chúng (xả). Vật liệu này cho thấy có khả năng tích trữ nhiều năng lượng điện hơn cacbon, graphene và các ống nano cacbon thương mại hiện có.

“Vật liệu cacbon của chúng tôi có tiềm năng sử dụng làm vật liệu điện cực trong các loại pin ion lithi, vật liệu hỗ trợ xúc tác trong các pin nhiên liệu và các chất hấp thụ chất gây ô nhiễm”, GS. Yi cho biết. “Chúng tôi hy vọng rằng sáng chế của chúng tôi sẽ giúp giảm bớt những tác động có hại của các đầu lọc thuốc lá đối với môi trường, đồng thời giảm thiểu chi phí sản xuất các loại vật liệu cacbon chất lượng cao”.

Sử dụng đầu lọc thuốc lá để chống lại căn bệnh sốt xuất huyết

Ngoài tiềm năng tích trữ năng lượng, một ngày nào đó các đầu lọc thuốc lá có thể được sử dụng để kiểm soát bệnh sốt xuất huyết - một trong những bệnh nguy hiểm nhất thế giới do muỗi lây truyền virus gây bệnh sốt xuất huyết.  

Đáng lưu ý là, các đầu lọc thuốc lá “đã được ngâm tẩm hàng nghìn loại hóa chất, nhiều trong số đó là các loại có chứa độc tố cao và không có loại nào trong số đó có lịch sử chống muỗi”, nhóm nghiên cứu ở Malaixia, Nhật Bản và Thái Lan đã kiểm tra tiềm năng của những đầu lọc thuốc lá trong việc kiểm soát muỗi lây truyền virus gây bệnh sốt xuất huyết. 

Trong bài báo xuất bản trên tạp chí Acta Tropica, nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng những con muỗi cái thích đẻ trứng trong môi trường chứa các đầu lọc thuốc lá hơn trong môi trường không có đầu lọc thuốc. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đã quan sát thấy việc tiếp xúc với đầu lọc thuốc lá sẽ gây ra “những ảnh hưởng có hại đối với khả năng sinh sản và tuổi thọ của những con muỗi con”.  

Nguồn: NASATI, ngày 26/5/2015.