Một trong những vật liệu nano được các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiên cứu trong nhiều năm qua là vật liệu nano TiO₂. Khả năng oxy hoá của vật liệu xúc tác như TiO₂ làm giảm chất hữu cơ gây ô nhiễm trong không khí và nước đã được nghiên cứu hơn 20 năm qua. Chất bán dẫn TiO₂ không độc và được làm chất phụ gia trong các sản phẩm khác nhau như mỹ phẩm, thực phẩm, dược phẩm…Tuy nhiên, ở kích thước nano mét vật liệu này là một chất quang xúc tác mạnh và được sử dụng rộng rãi như một vật liệu tự làm sạch lớp phủ bề mặt cho nhiều ứng dụng.

Khả năng oxy hoá của TiO₂ kích thước nano khi có chiếu xạ UV mạnh hơn nhiều so với các chất oxy hoá thường dùng để xử lý nước trước đây như Clo, Hydro peroxide hoặc Ozon. Quá trình quang xúc tác này có thể áp dụng để xử lý nước sinh hoạt, xử lý nước thải, các chất hữu cơ độc hại và các chất màu…

Ứng dụng công nghệ này, nhóm tác giả Trường Đại học khoa học thuộc Đại học Huế tập trung nghiên cứu và đã chế tạo thành công màng mỏng nano TiO₂ phủ trên các vật liệu gốm sứ dân dụng như chén, bát, cốc uống nước, bình trà, gạch men, bồn cầu, chậu rửa lavabo…

Công trình nghiên cứu đã tạo ra các sản phẩm gốm sứ cao cấp mới, đầu tiên tại Việt Nam, đây là sản phẩm công nghệ mang thương hiệu Việt.

Các gốm sứ cao cấp trên màng mỏng TiO₂ có các tính chất nổi trội như sau:

- Có khả năng diệt khuẩn tốt;

- Có hiệu ứng ngọc trai tạo nên tính thẩm mỹ cao;

- Có hiệu ứng lá sen nên không dính ướt, không bám dính bẩn, dễ lau chùi;

- Có độ cứng bề mặt cao, không bong tróc, trầy xước.

Do có nhiều tính chất mới ưu việt và khả năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực mà TiO₂ kích thước nano đã và đang được các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu, tổng hợp. Chính phủ của các nước trên thế giới cũng rất quan tâm ưu tiên phát triển ngành công nghệ mới mẻ và triển vọng này, trong đó có Việt Nam.

Một trong những ứng dụng tiềm năng của vật liệu TiO₂ ­đã được các nhà khoa học trên thế giới tập trung nghiên cứu và phát triển trong thời gian qua là màng mỏng nano TiO₂ phủ trên các vật liệu nhằm hướng đến các ứng dụng rộng rãi trong cuộc sống.

Mặc dù vật liệu màng mỏng TiO₂ là vật liệu có nhiều tiềm năng ứng dụng trong việc xử lý khuẩn, tự làm sạch, phân huỷ chất hữu cơ…, tuy nhiên, cho đến nay các sản phẩm trên cơ sở màng mỏng TiO₂ chưa được tìm thấy nhiều trong nước cũng như trên thế giới, do đây là loại vật liệu khó sản xuất trên quy mô lớn, giá thành quá cao. Khắc phục những khó khăn trên, nhóm tác giả đã tập trung nghiên cứu và đã chế tạo thành công màng mỏng TiO₂ phủ trên các vật liệu gốm sứ dân dụng như đã nêu trên với giá cả vừa phải phù hợp với mức sống của người dân trong nước.

Công trình có khả năng áp dụng ở quy mô công nghiệp, quy trình sản xuất đơn giản, chủ động hoàn toàn nguyên vật liệu…Sản phẩm gốm sứ cao cấp trên cơ sở nano TiO₂ hiện nay đã được triển khai thương mại rộng rãi trên toàn quốc với các dòng sản phẩm: ấm chén, gạch men, gốm sứ vệ sinh…

Tóm lại, công trình nghiên cứu đã chế tạo thành công sản phẩm gốm sứ cao cấp trên cơ sở nano TiO₂ với mục tiêu là tạo ra màng mỏng quang xúc tác nano TiO₂ trên vật liệu gốm sứ sản xuất ra sản phẩm có chức năng diệt khuẩn, tự làm sạch, chống bám dính, sản phẩm có hiệu ứng ngọc trai: bóng, đẹp. Đây là các sản phẩm mới, độc đáo, công nghệ cao, mang thương hiệu Việt và mở ra hướng phát triển mới cho ngành công nghiệp gốm sứ Việt Nam. Do chủ động được công nghệ chế tạo sản phẩm gốm sứ cao cấp trên cơ sở nano TiO₂ nên sản phẩm có giá thành rẻ, mang lại hiệu quả kinh tế cao cho nhà sản xuất ra sản phẩm gốm sứ hàng hoá đủ sức cạnh tranh với các sản phẩm ngoại nhập cùng loại trên thị trường./.

Tài liệu tham khảo:

Báo cáo tham luận của Đại học Huế

tại Hội thảo “Sáng tạo khoa học công nghệ

Việt Nam với sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện

đại hóa"  tháng 8/2018 tại tỉnh Phú Thọ.