2 kỹ sư gốc Việt sáng chế ra bê tông tự động làm tan băng cực kỳ an toàn

Những con đường đóng băng tuyết trong thời tiết lạnh giá là thủ phạm gây ra nhiều vụ tai nạn nghiêm trọng. Đặc biệt, điều này thường xảy ra ở những khu vực có địa hình phức tạp như đèo dốc, cầu vượt, ngã tư, đường vào ra xa lộ...Thống kê cho thấy 10 đến 15% tại nạn đường bộ ở Mỹ liên quan trực tiếp tới thời tiết. Tỷ lệ này tương đương hàng ngàn người bị thương và tử vong mỗi năm.

Trước thực trạng mặt đường phải được làm tan băng trong mùa đông, hai kỹ sư gốc Việt, Chris Tuan và Lim Nguyen đến từ Đại học Nebraska-Lincoln đã sáng chế ra một loại bê tông dẫn điện đặc biệt. Nó có thể tự động làm tan băng an toàn, không sử dụng hóa chất, không gây ăn mòn và ưu việt hơn cả những xe dọn tuyết truyền thống ở Mỹ.

Giáo sư Kỹ thuật Christ Tuan thử độ an toàn trên một tấm bê tông dẫn điện

Christ Tuan nói về loại bê tông chống băng của ông, trong thời kỳ ông còn làm việc cho một nhà thầu của không quân Mỹ. Mục tiêu khi đó của Chris Tuan là phải làm sao để loại bỏ băng và ngăn chặn trơn trượt trong quá trình máy bay  hạ cánh.

Cho đến năm 2001, với sự giúp đỡ của Lim Nguyen cùng hai người đồng nghiệp khác là Sherif Yehia và Bing Chen, bê tông tự động làm tan băng mới được hoàn thiện. Họ cùng được cấp bằng sáng chế cho phát minh này.

Cùng năm 2001, Sở Đường bộ Nebraska đã ngay lập tức đưa bê tông dẫn điện của Chris Tuan lát trên cây cầu Roca Spur, biến nó thành cây cầu đầu tiên trên thế giới sử dụng công nghệ tiên tiến này.

Vậy bí quyết của Christ Tuan dành cho loại bê tông này là gì? Rất đơn giản, về cơ bản nó giống như bê tông thường, nhưng sẽ được pha thêm 20% dăm thép nhỏ và các hạt carbon. Hỗn hợp này làm nhiệm vụ dẫn điện và chuyển hóa thành nhiệt năng để làm tan băng. Trong khi đó, nó vẫn đảm bảo bề mặt bê tông đủ an toàn để chạm vào.

“Loại bê tông của chúng tôi có khả năng chống đóng băng”, Chris Tuan nói. “Bạn chỉ cần giữ lõi và bề mặt của nó ấm áp. Khi tuyết rơi trên đó, nó sẽ tan chảy”.

Thử nghiệm bê tông chống băng trong điều kiện thực

Nguồn điện cung cấp cho những tấm bê tông là nguồn 3 pha 600 A, 220V, có thể tận dụng được từ ngay những trạm điện gần đường. Các cảm biến sẽ giúp hệ thống tự động bật khi nhiệt độ ngoài trời xuống dưới 4^oC và tắt khi trên 10^oC.

Trước đó, công nghệ chống đóng băng phổ biến nhất ở Mỹ là sử dụng hóa chất, điển hình là muối. Các công nhân sẽ lái một chiếc xe chuyên dụng và rải muối hoặc nước mặn trên mặt đường. Nhiệt độ đóng băng thấp hơn của nước muối sẽ giúp mặt đường duy trì trạng thái tới -18^oC.

Tuy nhiên, kỹ thuật sử dụng hóa chất có vô số nhược điểm. Nó làm ô nhiễm môi trường, gây ăn mòn những bộ phận kim loại của ô tô và đặc biện hạn chế sử dụng cho những cây cầu thép.

Chính vì vậy, Sở Đường bộ Nebraska quyết định sử dụng công nghệ bê tông dẫn điện của Christ Tuan cho cây cầu của họ. Cầu Roca Spur được trải 52 tấm bê tông chống băng trên suốt chiều dài của nó. Mỗi tấm có giá 300 USD thay vì 120 USD của bê tông thường.

“Cầu luôn là địa hình giao thông đóng băng đầu tiên, bởi nó chịu tiếp xúc cả trên mặt đường và dưới gầm cầu”, Christ Tuan nói. “Sẽ không kinh tế khi trải toàn bộ mặt cầu bằng bê tông dẫn điện, nhưng bạn có thể sử dụng nó ở những vị trí quan trọng như ổ gà hoặc nơi hiểm yếu”.

Mặt đường sử dụng công nghệ của Christ Tuan sẽ tự động chống đóng băng

Hiện nay, sản phẩm của Chris Tuan và nhóm nghiên cứu đang được đánh giá bởi Cục Quản lý Hàng không Liên bang. Họ có thể có phương án thử nghiệm nó trên một đường băng lớn.

Tuy nhiên, Christ Tuan nói “Cục Quản lý Hàng không đã khiến tôi rất ngạc nhiên, bê tông chống băng sẽ ít có khả năng được ứng dụng cho đường băng. Tuy nhiên, địa điểm họ cần nhất lại là khu vực cổng. Đây là nơi có rất nhiều xe vận tải, là địa điểm phục vụ dịch vụ hành lý và nhiên liệu. Cả khu vực không có băng sẽ khiến sự chậm trễ của nhiều chuyến bay giảm xuống. Chúng tôi rất lạc quan”.

Christ Tuan nói về loại bê tông chống băng của ông

Chưa dừng lại ở đó, Christ Tuan còn pha thêm vào bê tông của mình một loại quặng từ magnetite. Ông nói nó sẽ giúp ngăn chặn sóng điện từ. Công nghệ này sẽ rất hấp dẫn đối với những nhà sản xuất muốn xây dựng một quy trình bảo mật chống gián điệp công nghiệp.

Christ Tuan đã thử nghiệm loại bê tông ngăn sóng điện từ ngay tại phòng thí nghiệm của mình. “Chúng tôi mời rất nhiều khách hàng tiềm năng tới và bảo họ cố gắng sử dụng điện thoại di động”, ông nói. “Họ luôn nhận được những cảnh báo không có dịch vụ”.

Trong khi những loại bê tông mà Christ Tuan phát triển sẽ đem lại nhiều ứng dụng lớn lao trong tương lai, ông vẫn khiến nó có mặt ở những lợi ích rất gần gũi nhất của mình. “Tôi có một khu vườn sau nhà lát đầy bê tông dẫn điện”, Christ Tuan nói với một nụ cười. “Bạn thấy đấy, tôi ứng dụng những gì tôi giảng ở trường đại học và thuyết phục mọi người”.

Tham khảo Cement, ScienceAlert, Unoalumni