Để đáp ứng mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa, các công trình xây dựng nhà ở, các dự án xây dựng nhà cao tầng, chung cư, siêu thị, nhà hàng... và phương tiện giao thông ngày càng cần phải được hoàn thiện để nâng cao chất lượng và thời gian sử dụng. Theo báo cáo của Bộ Xây dựng đến năm 2020, dân số Việt Nam khoảng 92 triệu người và nhu cầu về nhà ở là 2000 triệu m2... Hiện nay, trên thị trường có rất nhiều chủng loại vật liệu dùng để phủ lên kính như: vật liệu nanoglass ceramic Nano4life (Mỹ, Nhật, Hy Lạp) hay các loại màng phủ cao cấp như Vkool, 3M FSK, Sangetsu (Nhật Bản), RABON (Mỹ)... đều được nhập khẩu nên giá thành của loại vật liệu này vẫn còn rất cao. Vì thế hiện tại, nhu cầu về vật liệu ứng dụng làm màng phủ bảo vệ trên kính cho các công trình xây dựng nhà cao tầng là rất lớn. Bên cạnh đó, cùng với ngành công nghiệp chế tạo ô tô tại Việt Nam đang phát triển, số lượng ô tô ngày càng tăng nên nhu cầu sử dụng kính cho ô tô cũng về số lượng cũng rất lớn. Chúng ta vẫn đang phải nhập khẩu hoàn toàn loại vật liệu này, điều này đã đặt ra nhiệm vụ cấp bách cho các nhà khoa học trong cả nước nghiên cứu nhằm làm chủ công nghệ để tiến tới sản xuất trong nước, góp phần giảm chi phí nhập khẩu, tiết kiệm năng lượng và nâng cao chất lượng cuộc sống.

Nhóm nghiên cứu do Cơ quan chủ trì Viện hóa học công nghiệp việt nam phối hợp cùng Chủ nhiệm đề tài TS. Nguyễn Hường Hảo thực hiện nghiên cứu với mục tiêu: Xây dựng quy trình công nghệ chế tạo vật liệu nanoglass ceramic làm màng phủ kính xây dựng và kính ô tô.

Vật liệu nanoglass ceramic được Stanley Donald Stookey tại Corning Glass Works (Mỹ) phát hiện năm 1953. Kể từ đó, nhiều nghiên cứu và sáng chế đã được công bố từ các viện nghiên cứu, trường đại học và các doanh nghiệp trên thế giới. Bài báo đầu tiên về glass - ceramic được biết đến là của tác giả W.W.Shaver and S.D Stookey vào năm 1959. Bài báo thứ hai, của tác giả G.W. McLellan trong cùng năm, thảo luận về khả năng ứng dụng của glass - ceramic trong ngành công nghiệp ô tô.

Một số nước phát triển trên thế giới như Mỹ, Nhật Bản, các nước châu Âu đã nhìn nhận công nghệ nano như một trong những lĩnh vực triển vọng nhất của thế kỷ 21 và đã có các dự án đầu tư tương đối lớn cho lĩnh vực này. Các phương pháp chế tạo vật liệu nói chung và vật liệu nano nói riêng rất phong phú và đa dạng. Mỗi cách tổng hợp đều có ưu hoặc nhược điểm khác nhau. Tùy mục đích sử dụng loại vật liệu nanoglass ceramic nào mà người ta có thể chọn cách tổng hợp thích hợp và có hiệu quả cao. Hiện nay, có nhiều các phương pháp hóa học để có thể tạo ra các hạt nano đồng nhất có kích thước và hình dạng đa dạng như: phương pháp sol-gel, phương pháp đồng tạo phức, kết tủa, khử, phun nóng phân hủy nhiệt, mixen (đảo), keo tụ trực tiếp trong dung môi sôi cao, thủy nhiệt…

Sau thời gian nghiên cứu, đề tài đã thu được những kết quả như sau:

1. Đã thực nghiệm khảo sát ảnh hưởng các yếu tố (nồng độ TTIP, nồng độ TEOS, nhiệt độ khuấy, thời gian, thể tích axit HNO3, HCl đến công nghệ chế tạo vật liệu nanoglass ceramic bằng phương pháp sol-gel, để được hiệu suất diệt khuẩn tối ưu đối với vật liệu

2. Đã xác định được các điều kiện công nghệ tối ưu để chế tạo vật liệu nanoglass ceramic: nồng độ TTIP là 1,0mol/l, nhiệt độ phản ứng, thể tích axit HNO3: 1,08 mol/l, 85^oC, 0,38 ml, nồng độ TEOS là thời gian phản ứng 2 giờ, nhiệt độ thường, pH=2. Tỷ lệ sol nano TiO2: sol nano SiO2là 90:10%mol, pH=7, thời gian 3 giờ nhiệt độ 65^oC. Điều kiện chế tạo màng phủ nano glass ceramic là 550^oC trong 1 giờ.

3. Đã xác định được tính chất cơ lý, cấu trúc, của vật liệu nanoglass ceramic bằng các phương pháp phân tích X-Ray, SEM, UV-Vis, và các phương pháp theo tiêu chuẩn ISO, TCVN. Màng TiO2 được cấu tạo từ hạt nano TiO2 và nano SiO2 có kích thước khoảng 18,5 nm, Màng tạo được có độ đồng đều, độ xốp nhất định, có độ dày khoảng 350 ÷ 360 nm

4. Khả năng hấp thụ UVcủa sản phẩm là 90%, hấp thụ hồng ngoại của màng nano glass ceramic là 92%; Khả năng diệt khuẩn của màng nanoglass ceramic là 85 %, khả năng hấp thụ UV, hấp thụ hồng ngoại và diệt khuẩn của màng phụ thuộc vào khả năng quang xúc tác của màng.

5. Đã xây dựng quy trình chế tạo vật liệu nanoglass ceramic chi tiết, rõ rang

6. Đã chế thử 3 kg vật liệu nanoglssceramic, tính chất cơ lý sản phẩm ổn định đạt yêu cầu chất lượng. Đã thử nghiệm thực tế làm cửa kính khu văn phòng, phòng trưng bày sản phẩm của công ty TNHH DV Thương mại Thanh Hằng cho thấy vật liệu đảm bảo các tính năng kỹ thuật, có độ ổn định cao, tương đương so với sản phẩm nhập ngoại.

7. Đánh giá khả năng tự làm sạch của vật liệu thông qua xác định số lượng vi khuẩn bám trên bề mặt mẫu, kết quả cho thấy sau 6 giờ số lượng vi khuẩn giảm, sau khoảng 24 giờ vi khuẩn không phát hiện.

Có thể tìm đọc báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 15379/2018) tại Cục Thông tin KHCNQG.

Đ.T.V (NASATI)