Các kỹ sư Trung Quốc sử dụng tre trong cây cầu vượt biển dài nhất thế giới như thế nào

Các mối đe dọa đối với vật liệu tre bao gồm: mối, mọt, sâu đục thân và mục ruỗng. Để xử lý vật liệu mây tre, người ta thường ngâm trong nước, tuy nhiên, phương pháp này thường gây ô nhiễm nước và tốn thời gian, và sản phẩm từ tre sau khi ngâm thường có mùi khó chịu. Để giải quyết bài toán này, các nhà khoa học Trung Quốc đã nghiên cứu các công nghệ mới để chế tạo ra các vật liệu từ tre bền và chắc hơn để sử dụng cho cơ sở hạ tầng quy mô lớn, củng cố vị thế của Trung Quốc như là quốc gia đi tiên phong trong ngành công nghiệp thân thiện với môi trường.

Tre được biết đến với tốc độ sinh trưởng nhanh có thể mọc cao tới 1 mét mỗi ngày. Tre cũng có độ bền cao và có thể chịu được các điều kiện thời tiết khắc nghiệt. Hiện, tre được Trung Quốc chế tạo thành các tấm composite sử dụng trên các bệ ngắm cảnh trải dài hàng chục km dọc theo cây cầu vượt biển dài nhất thế giới, nối liền Hong Kong, Chu Hải và Macau của Trung Quốc.

6 năm sau khi được lắp đặt trên cây cầu này, mặc dù chịu tác động từ ánh sáng mặt trời, bão và sự ăn mòn của nước biển, các tấm composite từ tre vẫn "kiên cố và vững chắc".

Lou Zhichao, Viện nghiên cứu tre thuộc Đại học Lâm nghiệp Nam Kinh, cho biết hầu hết tre trên thế giới được trồng tại các nước đang phát triển. “Trung Quốc không chỉ là nước sản xuất tre lớn nhất thế giới mà còn nắm giữ lợi thế vượt trội về năng lực chế biến”, ông nói.

“Việc duy trì vị thế dẫn đầu của Trung Quốc trong đổi mới công nghệ chế biến tre là rất quan trọng. Ngành công nghiệp này nên tập trung vào việc thúc đẩy tự động hóa và sản xuất thông minh trong khi từng bước định hình các tiêu chuẩn quốc tế”, Lou, người đã dành cả thập kỷ qua để phát triển các công nghệ chế biến tre ít carbon, cho biết.

Các nhà nghiên cứu cũng đã làm việc với công ty Dasuo Technology có trụ sở tại Hàng Châu để tạo ra trần tre cong rộng 240.000 m2 tại Sân bay quốc tế Madrid-Barajas và các dự án quốc tế lớn khác.

Về mặt thực vật học, tre không phải là gỗ mà là một loại cỏ, nhưng không hề giống như các loại cỏ khác. Cỏ tre thực sự có thể cứng chắc hơn gỗ sồi tùy thuộc vào loại, loài và vùng địa lý sinh trưởng. Với tỷ lệ độ bền trên trọng lượng vượt trội hơn một số hợp kim thép, tre có thể thay thế gỗ, nhựa và thậm chí là thép trong nhiều ứng dụng khác nhau. Nó cũng rất tuyệt vời trong việc cô lập carbon, hấp thụ nhiều hơn khoảng 50% carbon dioxide so với các loại cây thông thường.

Trung Quốc hiện là quốc gia có diện tích trồng tre lớn nhất thế giới và thống trị ngành thương mại toàn cầu, với gần 50 triệu người hưởng lợi từ việc trồng tre trên khắp cả nước.

Tuy nhiên, theo Lou, chất dinh dưỡng phong phú của tre khiến tre rất dễ bị mục nát và quá trình chế biến tre phức tạp hơn nhiều so với gỗ. Nhiều vật liệu làm từ tre phụ thuộc vào chất bảo quản độc hại hoặc chất kết dính quá mức, khiến chúng kém thân thiện với môi trường hơn.

Nhóm của Lou đã nghiên cứu các công nghệ chế biến tre xanh hơn, bền hơn kể từ năm 2016. Một bước đột phá là phương pháp xử lý nhiệt giúp loại bỏ các chất dinh dưỡng gây mục nát, đồng thời bảo quản cấu trúc của tre, cắt giảm thời gian xử lý hơn 50% và cho phép tre tồn tại ít nhất 5 năm ngoài trời mà không cần xử lý chống nấm mốc.

Họ cũng đã phát triển chất kết dính phát thải thấp với hàm lượng formaldehyde và phenol thấp hơn, do đó không thải ra môi trường bất kỳ hóa chất độc hại nào.

Ngoài ra, Lou và nhóm của ông đã tiến hành đánh giá toàn diện về lượng khí thải carbon để đảm bảo vật liệu tre sản xuất tại Trung Quốc đáp ứng các tiêu chuẩn carbon nghiêm ngặt của châu Âu và Bắc Mỹ, mở đường cho việc tiếp cận các thị trường cao cấp.

Lou cho biết: “Chúng tôi hy vọng chính phủ sẽ hỗ trợ phát triển công nghệ quan trọng này và tăng cường các quy định thông qua việc ban hành các tiêu chuẩn quốc gia và địa phương để thúc đẩy ngành công nghiệp phát triển”./.