Học sinh sáng chế máy lọc bụi mịn

6 giờ trướcBài gốc

Sản phẩm “Máy lọc bụi mịn đa dụng bằng công nghệ kết dính và ly tâm” tại Cuộc thi Khoa học kỹ thuật cấp quốc gia. Ảnh: NVCC

Sản phẩm đoạt giải Ba tại Cuộc thi nghiên cứu khoa học, kỹ thuật cấp quốc gia dành cho học sinh THPT năm 2025 và được đăng ký sở hữu trí tuệ.

Áp dụng kiến thức phổ thông

Ý tưởng sáng chế máy lọc bụi mịn của Trần Đức Mạnh (lớp 12A2, Trường THPT Lê Viết Thuật) nảy sinh khi xem chương trình dự báo thời tiết cảnh báo tình trạng không khí tại các thành phố lớn bị ô nhiễm, tỷ lệ bụi mịn, siêu mịn cao. Trong đó, nguyên nhân chính đến từ khí thải công nghiệp và phương tiện giao thông. Mạnh cho hay, em suy nghĩ đơn giản là làm sao có thiết bị hút bụi mịn để giảm ô nhiễm trong không khí?

Cùng thời điểm này, nhà trường triển khai cuộc thi ý tưởng sáng tạo khoa học nên nam sinh đã xây dựng dự án tham gia và giành giải Nhất. Sau đó, em có thêm sự đồng hành của bạn Lê Nam Trường (lớp 11A) với sự hướng dẫn của thầy giáo Lê Minh Triết để phát triển dự án.

Nhóm tác giả tìm hiểu trên thị trường chủ yếu sử dụng một trong hai phương pháp lọc bụi mịn là màng lọc HEPA hoặc lọc tĩnh điện. Tuy nhiên, hai phương pháp lọc đều có nhược điểm là giá thành cao, tiêu tốn năng lượng lớn và màng lọc phải thay thường xuyên gây ra phiền toái và tốn kém.

Quá trình nghiên cứu để tìm ra công nghệ mới, nhóm đã thất bại nhiều lần và liên tục điều chỉnh. Ban đầu, 2 nam sinh dự định sử dụng máy lọc bụi mịn ở đường giao thông, nhưng phạm vi quá lớn, không khả thi. Hay khi sử dụng bộ tạo điện cực ion để hút bụi, thì lực quá yếu và hiệu suất máy gần như bằng 0%.

“Sau khi nghiên cứu, em nghĩ ra cách tạo ra bộ ion hóa dạng lưới điện cực. Lưới ion gồm các dây thép nối vào các cực đầu ra của mô-đun điện áp cao làm bằng kim loại được xếp so le, cách nhau 1,5cm. Và giải pháp thực sự có hiệu quả. Còn Trường đưa ra ý tưởng sử dụng công nghệ kết dính và ly tâm để biến bụi mịn thành hạt bụi có kích thước, hình dạng và tách chúng ra khỏi hỗn hợp bụi khí, lấy không khí sạch ra ngoài”, Trần Đức Mạnh cho biết.

Trần Đức Mạnh và Lê Nam Trường cùng thầy giáo hướng dẫn Lê Minh Triết. Ảnh: Hồ Lài

Sau hơn 9 tháng nghiên cứu, vận hành thử nghiệm, nhóm tác giả đã chế tạo thành công máy lọc bụi mịn, siêu mịn (PM2.5, PM10, PM1.0) với hiệu suất khoảng 80% bằng công nghệ mới giúp tối ưu chi phí (khoảng 10% so với công nghệ khác đang hiện hành) và tiện dụng trong việc vệ sinh, bảo trì.

Trần Đức Mạnh giải thích thêm, công nghệ kết dính và ly tâm cũng khắc phục nhược điểm của các máy sử dụng màng lọc HEPA (cần thay thế định kỳ) hoặc công nghệ tĩnh điện (cần vệ sinh thường xuyên, khó khăn trong việc bảo trì). Những kiến thức sử dụng trong dự án này đều ở trong sách giáo khoa.

Với vai trò đồng hành hướng dẫn, thầy Lê Minh Triết chỉ hỗ trợ về địa điểm, không gian nghiên cứu, phân tích tính khả thi hay không khả thi của các giải pháp. Ngoài ra, trong quá trình chế tạo máy, có những việc quá sức với học sinh, thầy liên hệ với thợ cơ khí để giúp các em như cắt kim loại, hàn điện.

Các kiến thức trong dự án nằm trong chương trình GDPT. Mạnh là học sinh giỏi môn Vật lý nên em nắm chắc lý thuyết và áp dụng khá tốt vào thực tiễn và phụ trách về kỹ thuật liên quan đến điện và các kiến thức vật lý khác. Còn Trường lại phát huy vai trò lập trình, nghiên cứu hoàn chỉnh bộ phận cảm biến của máy.

Nhóm tác giả đưa máy lọc bụi mịn đến thực nghiệm tại xưởng gỗ trên địa bàn. Ảnh: NVCC

Chinh phục giám khảo bằng công nghệ mới

Trần Đức Mạnh và Lê Nam Trường chia sẻ, được dự thi quốc gia là điều nằm ngoài dự đoán, vì mục tiêu ban đầu chỉ đặt ở cuộc thi cấp tỉnh. Thời gian chuẩn bị sau đó gấp rút chỉ trong gần 1 tháng để hoàn thiện cả hồ sơ dự án lẫn sản phẩm. Vì vậy, thầy trò Trường THPT Lê Viết Thuật không kịp tham vấn hay hỗ trợ từ các trường đại học. Thay vào đó, Mạnh và Trường đến “ăn ngủ” luôn ở nhà thầy để làm việc. Từ lắp đặt, gia công lại vỏ máy cho tươm tất hơn, quay video thuyết trình, giới thiệu về sản phẩm…

Hành trình dự thi quốc gia, thầy trò gặp sự cố ngay khi vừa đặt chân vào TPHCM. Trước đó, dù đã cho máy vào thùng gỗ để chống va đập, chọn ký gửi hành lý theo chuyến bay, nhưng mở kiện hàng ra, máy đã “biến dạng”, các thanh kim loại rơi ra dồn hết vào một góc. Rất may, Trần Đức Mạnh luôn mang theo bộ đồ nghề sửa chữa. Cả 3 thầy trò cặm cụi khắc phục sự cố, qua một đêm thức trắng, cuối cùng cũng kịp hoàn thành vào ngày dự thi.

Lê Nam Trường chia sẻ, tham quan dự án cùng với các bạn trên cả nước cảm thấy… “sốc” vì các sản phẩm dự thi đều “xịn”, thẩm mỹ cao. Cũng có một số dự án trùng ý tưởng sáng chế máy hút bụi, tuy nhiên lại sử dụng công nghệ cũ. Vì vậy, hai bạn vẫn tự tin vì công nghệ của mình mới dù hình thức không bắt mắt.

Quá trình dự thi, ban giám khảo đặt ra nhiều câu hỏi cho Mạnh và Trường. Trong hơn 1 ngày trưng bày sản phẩm, nhiều lần 2 bạn gặp các thầy, cô giáo khác đến tham quan và đưa ra các câu hỏi bất ngờ để kiểm tra. Cả hai không gặp khó khăn khi trả lời hoặc giải thích về sản phẩm của mình vì đã quá am hiểu trong quá trình sáng chế, vận hành thử nghiệm. Điều tiếc nuối nhất của Mạnh và Trường chính là câu hỏi bằng tiếng Anh.

“Chúng em không chuẩn bị đến tình huống này, vì thông thường chỉ dự án nào có thể dự thi quốc tế, giám khảo mới hỏi bằng tiếng Anh. Vốn ngoại ngữ của em và Trường ở mức khá, hiểu câu hỏi nhưng khi trả lời cần nhiều từ chuyên ngành, học thuật nên không thể diễn đạt trọn vẹn cho ban giám khảo”, Trần Đức Mạnh chia sẻ.

Bà Thái Phương Chi - Phó Hiệu trưởng Trường THPT Lê Viết Thuật tự hào khi sản phẩm “cây nhà lá vườn” của thầy trò đạt giải thưởng. Đây là thành quả xứng đáng sau nhiều cố gắng, nỗ lực của Trần Đức Mạnh và Lê Nam Trường, đồng thời đem lại động lực, tự tin cho học sinh ở ngôi trường không chuyên theo đuổi đam mê nghiên cứu khoa học, phát huy năng lực sáng tạo, vận dụng kiến thức sách vở vào thực tiễn. Dự án của 2 em cũng được đăng ký sở hữu trí tuệ để sau này có điều kiện sẽ tiếp tục hoàn thiện hơn.

Hồ Lài

Nguồn GD&TĐ : https://giaoducthoidai.vn/hoc-sinh-sang-che-may-loc-bui-min-post731056.html