MỸ – Trong tình hình các nguồn tài nguyên ngày càng khan hiếm và áp lực môi trường, ông Diran Apelian – người tiên phong trong lĩnh vực kỹ thuật luyện kim và là cựu sinh viên trường đại học công nghệ Massachusetts (MIT – Massachusetts institute of technology), đang kêu gọi một sự thay đổi trong cách thiết kế và sử dụng các vật liệu hiện đại. Phát biểu tại khoa khoa học và kỹ thuật vật liệu thuộc đại học MIT, ông Apelian đã nhấn mạnh rằng “tái sử dụng” không còn là một ý tưởng phụ hay một đề tài nghiên cứu, mà nó phải được thiết lập vào mọi sản phẩm ngay từ khi bắt đầu hình thành ý tưởng.
Suy nghĩ về vòng đời vật liệu Mô hình “materials tetrahedron” (tạm dịch là “tứ diện vật liệu”) truyền thống, tập trung vào bốn yếu tố chính: quy trình chế tạo, cấu trúc, tính chất và hiệu suất, từ lâu đã là nền tảng của ngành kỹ thuật. Tuy nhiên, ông Apelian đề xuất một khung tham chiếu mới mở rộng, tích hợp tính tuần hoàn vào tất cả các giai đoạn. Mô hình mới này đưa việc sửa chữa, tái sử dụng, tái sản xuất và tái chế trở thành những giai đoạn cốt lõi trong vòng đời của vật liệu. Bằng cách thoát ly khỏi mô hình “khai thác – sản xuất – thải bỏ”, các ngành công nghiệp có thể đảm bảo các khoáng sản từ trái đất được giữ lại trong nền kinh tế càng lâu càng tốt.
Biến rác thải công nghiệp thành tài nguyên giá trị cao Một trong những ranh giới đầy triển vọng nhất trong kỹ thuật tuần hoàn chính là việc chuyển đổi phế liệu thành vật liệu cao cấp. Những tiến bộ gần đây trong phân loại bằng công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI), robot và học máy đã chứng minh rằng: những thứ từng bị xem là rác thải “tái chế cấp thấp” (downcycled) giờ đây có thể được thu hồi để phục vụ cho các ứng dụng hiệu suất cao. Từ các hợp kim nhôm ngành hàng không vũ trụ được tái chế từ phế liệu ô tô, đến “black mass” (*) chiết xuất từ pin lithium-ion đã qua sử dụng để làm cực dương mới, mục tiêu rất rõ ràng: tạo ra giá trị tối đa từ những gì xã hội đang vứt bỏ. (*) Black mass: là một thuật ngữ thường gặp trong tái chế pin lithium-ion. Đây là tên gọi của hỗn hợp bột màu đen thu được sau quá trình tái chế pin, chứa các vật liệu có giá trị cao bao gồm: lithium, niken, coban, mangan và graphite.
Trách nhiệm của thiết kế và chính sách Một nền kinh tế tuần hoàn thực thụ yêu cầu nhiều hơn là chỉ những đổi mới về kỹ thuật; nó yêu cầu một sự chuyển dịch trong mô hình kinh doanh và trách nhiệm giải trình. Ông Apelian nhấn mạnh rằng, nếu các doanh nghiệp sản xuất phải chịu trách nhiệm về sản phẩm của họ khi kết thúc vòng đời, quy trình thiết kế sẽ thay đổi ngay lập tức. Việc khuyến khích các doanh nghiệp ưu tiên độ bền và khả năng sửa chữa, tương tự như cách các đơn vị dẫn đầu trong ngành may mặc bền vững đang làm, là yếu tố then chốt để giảm mức tiêu thụ năng lượng lớn cần thiết cho việc khai thác quặng mới từ lòng đất.
Kiến tạo một tương lai bền vững Khi dân số thế giới tăng lên và độ phức tạp của công nghệ ngày càng cao, minh chứng là các chip máy tính hiện đại cần hơn 50 nguyên tố khác nhau so với chỉ 11 nguyên tố vào những năm 1980, vấn đề đặt ra cho các nhà khoa học vật liệu là vô cùng lớn. Ông Apelian kết luận: “Tăng trưởng bền vững là một thách thức, nhưng cũng là một cơ hội to lớn”. Bằng cách thúc đẩy văn hóa khám phá đi đôi với trách nhiệm, thế hệ kỹ sư tiếp theo có thể xây dựng một nền công nghiệp vững mạnh, biết tôn trọng những giới hạn của trái đất.
Để xem các tin bài khác về “Tái chế”, hãy nhấn vào đây.
Nguồn: Metalworking World Magazine
