25. Chất dẻo cứng như thép và có thể tự phục hồi

Chất liệu composit tự phục hồi
Hợp chất composit sợi cacbon này được kỹ sư Nikhill Koratkar thuộc
Viện Kỹ thuật Rensselaer Polytechnic ở Troy, New York nghiên cứu và phát
triển. Trong các cuộc kiểm tra, hợp chất cho thấy khả năng nhận biết
các vết nứt và tự sửa chỉ vài giây sau khi vết nứt xuất hiện.
Hợp chất thông minh này hoạt động dựa trên nguyên tắc tăng nhiệt và
làm nóng chảy một loại bột đặc biệt khi vết nứt xảy ra. Chất bột vừa bị
chảy còn ấm sẽ lấp vào những chỗ trống và nhanh chóng cứng lại khi
nhiệt độ hạ xuống, nhờ đó có thể duy trì tối thiểu được một nửa độ cứng
so với vật liệu ban đầu. Loại hợp chất này có thể sẽ được sử dụng
trong thế hệ tiếp theo của các loại máy bay thương mại.

Chất liệu composit mới có thể được sử dụng rộng rãi trong ngành hàng không

Hỗn hợp chất dẻo cứng như thép

Gần như đồng thời, các nhà khoa học thuộc đại học Michigan, Mĩ cũng đã
chế tạo thành công một hỗn hợp chất dẻo cứng như thép và trong suốt dựa
trên việc kết hợp cấu trúc phân tử của loài sò biển và công nghệ nano.
Từ lâu, việc phát triển loại chất liệu mới từ công nghệ nano đã làm
bối rối nhiều nhà khoa học: những chất liệu cơ bản có kích cỡ nano như
ống nano, tấm nano và vi khuẩn nano đều cực mạnh. Thế nhưng khi cấy ghép
chúng lại với nhau thì chỉ tạo ra được loại vật liệu mới khá yếu so
với ban đầu. Việc phát minh chất liệu mới này đã giải quyết vấn đề
trên.
Chất dẻo này được cấu thành bởi một lớp các tấm nano và dung dịch cao
phân tử dựa trên cấu trúc vỏ của loài sò biển, vốn là một trong những
loại vật liệu cứng nhất trong tự nhiên.
Giáo sư Nicholas Kotov, đại học Michigan, cho biết quá trình chế tạo
bao gồm luôn việc phát triển một robot để sắp xếp những lớp vật liệu
bằng cỡ 1 nano. Cánh tay robot có nhiệm vụ giữ những lọ nhỏ chỉ cỡ bằng 1
thỏi kẹo chewing gum có chứa chất lỏng. Các lọ này được nhúng vào dung
dich cao phân tử, đóng vai trò như chất keo dính và sau đó, đưa vào
một loại chất lỏng đặc biệt cấu thành bởi các tấm nano. Sau khi lớp hỗn
hợp này khô lại, quá trình lại tiếp diễn khoảng 300 lần để cho ra một
tấm nhựa 1m².
Trong thí nghiệm trên, hợp chất đóng vai trò như chất keo dính chính
là cồn tổng hợp. Hỗn hợp này tạo ra các liên kết hydro giữa các lớp
nano. Những liên kết này, nếu bị phá vỡ có thể tái tạo lại dễ dàng mà
không gây ra một vết rạn nào. Đồng thời việc sắp xếp tấm nano chồng lên
và xen kẽ nhau giống như những viên gạch là hai điều quan trọng làm cho
vật liệu cứng hơn.
Giáo sư Kotov nói phát triển loại chất liệu mới này có thể dẫn đến
việc chế tạo thiết bị quân sự nhẹ hơn nhưng bền hơn cho cảnh sát và quân
đội. Nó cũng có thể được áp dụng trong thiết bị cơ điện học siêu nhỏ,
bộ cảm biến đo lường y sinh và cả những máy bay không người lái.
26. Lần đầu tiên tìm thấy chất hữu cơ ngoài hệ mặt trời

Các nhà khoa học đã tìm thấy metan trong bầu khí
quyển của một hành tinh bên ngoài thái dương hệ, đang bay quanh một ngôi
sao cách trái đất 63 năm ánh sáng. Hành tinh này có kích cỡ bằng sao
Mộc, còn được gọi là HD 189733b, trong chòm sao Vulpecula (con cáo nhỏ).
Nó quay trên quỹ đạo ở gần sao mẹ hơn so với khoảng cách từ sao Thủy
(hành tinh trong cùng của hệ mặt trời) đến Mặt trời của chúng ta, vì thế
có nhiệt độ lên đến 900^oC. Các nhà khoa học đã tìm ra dấu vết của metan nhờ vào công nghệ quang phổ – tách ánh sáng thành những hợp phần khác nhau.

Trong số những hành tinh này, nơi nào có đủ điều kiện để tạo sự sống ?

Phát hiện do Giovanna Tinetti từ Đại học tổng hợp London, và cộng sự
từ Phòng thí nghiệm Jet Propulsion của NASA tại California thực hiện.
Nhóm khoa học đã tìm ra dấu vết của chất hữu cơ methane ở đây khi quan
sát bằng Kính thiên văn vũ trụ Hubble.
Nhóm nghiên cứu cũng xác nhận phát hiện do kính thiên văn vũ trụ
Spitzer thực hiện trước đây, đó là bầu khí quyển của HD 189733b cũng
chứa hơi nước. Tuy nhiên họ cho biết hành tinh này quá nóng để có thể có
sự sống.
Metan, cấu tạo từ carbon và hydro, là hợp chất hữu cơ đơn giản nhất,
trong những điều kiện nào đó có thể đóng vai trò quan trọng trong hóa
học tiền sinh – những phản ứng hóa học cần thiết để tạo dựng sự sống.
27. Kĩ thuật siêu nhạy để lấy dấu vân tay
Thay cho các phương pháp cũ, việc dùng băng gelatin để lấy
dấu vân tay sẽ thu giữ được cả các chất chứa trong vân tay, dù chỉ 1
phần triệu gam. Phân tích chúng, người ta xác định được nhân dạng, tuổi
tác, giới tính… của chủ nhân dấu tay đó.
Từ trước đến nay, để lấy dấu vân tay tại hiện trường, cảnh sát thường
sử dụng những phương tiện như bột, chất lỏng và hơi nước. Kỹ thuật
truyền thống này có thể làm dấu vân tay bị thay đổi và mất đi những
chứng cứ pháp y có giá trị, bao gồm dấu vết của các chất hóa học có
trong dấu tay.
Một nghiên cứu mới do giáo sư hóa lý Sergei Kazarian, thuộc ĐH Hoàng
gia London, và các cộng sự thực hiện sẽ khắc phục những nhược điểm nói
trên.
Nhận diện phân tử trong 30 giây
Trong quá trình nghiên cứu kỹ thuật lấy dấu vân tay mới, nhóm nghiên
cứu nhận thấy loại băng được chế tạo từ gelatin (gelatin tape) có khả
năng giúp các nhà khoa học hình sự phân tích hóa học các dấu tay thu
thập được ở hiện trường, từ đó có được những thông tin cụ thể về chế độ
ăn uống, giới tính, chủng tộc… của người để lại dấu tay.

Băng gelatin có thể giúp lấy dấu vân tay trong 30 giây

Cũng như các phương tiện khác được sử dụng trong phương pháp lấy dấu
vân tay theo qui ước, băng gelatin có thể thu thập dấu tay để lại trên
nhiều bề mặt khác nhau, bao gồm tay nắm cửa, tay cầm của các vật chứa,
thủy tinh dợn sóng, màn hình vi tính…
Nhưng so với các kỹ thuật lấy dấu tay theo phương pháp qui ước, kỹ
thuật mới này có ưu điểm vượt trội là không làm biến dạng hay phá hủy
dấu vân tay nguyên thủy, mà có thể giữ nguyên vẹn mọi chi tiết để các
chuyên gia có thể phân tích một cách đầy đủ, chính xác và sâu rộng.
Theo phương pháp mới này, dấu vân tay được lấy bằng băng galetin sẽ
được chiếu bằng tia hồng ngoại trong một thiết bị cực nhạy và có khả
năng “chụp ảnh hóa học”, giúp các chuyên gia nhận diện được các phân tử
có trong dấu tay trong vòng không đầy 30 giây!
Cung cấp thông tin sâu rộng
Theo nhóm nghiên cứu, dấu vân tay có thể chỉ chứa một vài phần triệu
gram chất dịch tiết của cơ thể, nhưng chừng đó cũng đủ để cung cấp
những manh mối có giá trị về một cá nhân, như giới tính, chủng tộc, chế
độ ăn uống và cả lối sống nữa.
Chẳng hạn, với kỹ thuật mới này, các chuyên gia có thể xác định một
người là nam giới qua lượng urea được phát hiện trong dấu tay cao hơn
lượng urea thường có ở phụ nữ; hoặc một hỗn hợp phức tạp của các chất
hóa học trong dấu tay sẽ là đầu mối để biết chủng tộc và tuổi tác của
người đó.
Ngoài ra, kỹ thuật mới còn giúp nhận ra dấu vết của những vật dụng
hay các chất mà người để lại dấu tay đã tiếp xúc hoặc sử dụng, như thuốc
súng, khói, ma túy, chất nổ, vũ khí hóa học hoặc sinh học… Ngay cả
chế độ ăn uống của một người cũng có thể được xác định từ dấu tay, bởi
vì người ăn chay có thể có nồng độ amino acid khác với những người
khác.
Phát biểu với tạp chí Live Science, giáo sư Kazarian nói: “Cần có
thêm nhiều người tình nguyện tham gia vào các cuộc thử nghiệm để thu
thập dữ liệu thống kê về dấu tay có liên quan đến chủng tộc, giới tính,
tuổi tác… nhưng chúng tôi tin rằng kỹ thuật mới này sẽ là một công cụ
vô cùng hữu hiệu trong tương lai.”
kỹ thuật khác cũng có thể phân tích chất hóa học trong dấu tay, trong
đó có việc sử dụng tia X. Nhưng ông Kazarian cho biết kỹ thuật mới này
đặc biệt hữu hiệu trong việc nhận diện các chất hữu cơ kết tụ – những
thành phần chính của dấu vân tay.
Theo Vietnamnet
28. Hợp kim mới siêu bền, chống bị ăn mòn
Các chuyên gia Mỹ và Hà Lan vừa chế tạo thành công một loại hợp kim
nhôm có tính năng siêu bền để sản xuất cánh máy bay, giúp bộ phận này
gần như “miễn nhiễm” với sự ăn mòn kim loại. Ngoài ra, công nghệ mới này
còn giúp tiết kiệm một khoản chi phí lên đến 100 tỉ USD.

Vật liệu mới CentrAl vừa siêu bền vừa giúp tiết kiệm chi phí sản xuất cánh máy bay.

Có tên là CentrAl (chữ viết tắt của Central Reinforced Aluminium –
Nhôm gia cố trung tâm), vật liệu mới này là thành quả hợp tác giữa 3 đơn
vị: công ty GTM Advanced Structures (Hà Lan) chuyên về vật liệu dùng
cho máy bay, công ty nhôm Alcoa (Mỹ), và khoa Kỹ thuật hàng không của
Đại học Công nghệ Delft (Hà Lan).
Ăn mòn kim loại là một tình trạng làm giảm chất lượng của kim loại
sau một thời gian dài sử dụng. Dưới tác động của tải trọng, các vết nứt
sẽ dần dần xuất hiện và làm suy yếu cấu trúc của kim loại. CentrAl có
cấu trúc bao gồm những lớp kim loại cán mỏng dạng sợi (fibre metal
laminate – FML), được bao bọc bởi một hay nhiều lớp nhôm dày và có chất
lượng cao. Với thành phần cấu tạo như vậy, CentrAl lkhông chỉ rất vững
chắc mà còn chống lại được sự ăn mòn kim loại trong điều kiện hoạt động
khắc nghiệt của cánh máy bay.
Cánh máy bay được sản xuất bằng CentrAl sẽ có độ bền lớn hơn nhiều so
với loại cánh được chế tạo bằng nhựa gia cố bằng sợi carbon (CFRP) –
loại vật liệu đang được dùng để sản xuất cánh của nhiều loại máy bay,
trong đó có Boeing 787.
Không chỉ siêu bền, CentrAl còn giúp cánh máy bay nhẹ hơn khoảng 20%
so với cánh được sản xuất từ CFRP, máy bay tiêu thụ ít năng lượng hơn
và không đòi hỏi sự bảo trì tốn kém. Đồng thời, CentrAl còn tạo điều
kiện cho việc sửa chữa cánh máy bay được thực hiện đơn giản và nhanh
chóng hơn nhiều so với cánh bằng CFRP.

Sản xuất cánh máy bay bằng vật liệu CentrAl có thể giúp tiết kiệm 100 tỉ USD

Theo nhóm nghiên cứu, với tất cả những đặc điểm trên, CentrAl sẽ góp
phần đáng kể vào việc sản xuất máy bay thực sự “xanh” và hiệu quả về
mặt sử dụng năng lượng. Alcoa, GTM và Không quân Hoa Kỳ cũng nhấn mạnh
rằng CentrAl có khả năng chống lại các yếu tố gây hư hại như sự ăn mòn
kim loại, mưa đá, sự va chạm giữa máy bay và xe tải, cũng như những
điều kiện bất lợi khác trong quá trình sử dụng. Với ưu điểm là giảm giá
thành sản xuất và tiết kiệm chi phí bảo trì, loại vật liệu mới này,
khi được sử dụng rộng rãi, sẽ giúp tiết kiệm một khoản chi phí lên đến
100 tỉ USD trên toàn thế giới.
29. Lầm tưởng tai hại về những đám cháy kim loại
Bạn sẽ làm gì khi gặp một đám cháy magie ? Dội nước hoặc phun bình
cứu hỏa ? Nếu bạn làm như vậy thì kết quả sẽ là một đám cháy càng ngày
càng lớn, thậm chí có thể là một vụ nổ !!
Nếu đã từng nghe nói hoặc chứng kiến một đám cháy kim loại trong công
nghiệp, bạn hẳn sẽ ngạc nhiên khi thấy cách mà lính cứu hỏa dập tắt
nó. Đó là chẳng làm gì cả !
Một vài loại kim loại, trong đó có liti, natri, magie, có thể bốc
cháy dễ dàng, và nhanh chóng trở thành một mồi lửa lớn trong các nhà
máy. Nhưng ngay cả khi hàng đống kim loại bốc cháy, bạn cũng không cần
phải sợ hãi. Chúng không thổi bùng lên, trái lại chúng có xu hướng sản
sinh ra tro và lớp tro này sẽ ngăn cản ôxi không thấm sâu vào trong, vì
thế đám cháy sẽ từ từ tắt dần.
Nhưng nếu bạn vẫn muốn thử dập tắt một đám cháy kim loại, bạn có thể
sẽ chỉ khiến tình hình tệ thêm. Chẳng hạn, magie sẽ cháy mạnh hơn khi
có mặt CO₂, so với trong không khí. Vì thế, nếu bạn dùng bình cứu hỏa phun bọt CO₂ vào đám cháy magie đang nhỏ, nó sẽ đột ngột bùng lên mạnh và nhanh hơn.
Nước thậm chí còn làm tình hình tồi tệ thêm. Nếu kim loại đã tan
chảy, kết quả sẽ là một vụ bùng nổ hơi, làm văng kim loại đi khắp nơi.
Thêm nữa, một vài loại kim loại khi bị đốt nóng sẽ phân tách nước thành
ôxi và hydro, tạo ra tình huống giống như một vụ nổ hydro lớn.
Ngay cả cát khô hoặc muối – những vật liệu tiêu chuẩn để dập tắt đám
cháy kim loại – cũng có thể biến thành sự tàn phá. Năm 1993, một nhà
máy công nghiệp ở Massachusetts xảy ra đám cháy natri, và đội cứu hỏa
địa phương cố gắng dập tắt bằng muối chữa cháy. Không may, muối đã bị
ẩm, khiến rất nhiều lính cứu hỏa bị bỏng nặng do vụ nổ hidro gây ra.

Khi gặp những đám cháy kim loại như thế này thì bạn đừng dùng nước để dập lửa nhé !

Và lần tới, khi gặp đám cháy kim loại, lính cứu hỏa sẽ chỉ làm một
việc đơn giản: cách li vụ cháy và đứng xa ra. Đám cháy kim loại quá nguy
hiểm để có thể kiểm soát !
30. Sợi thủy tinh và sợi quang học là gì ?

a) Khi kéo thủy tinh nóng chảy qua một thiết bị có nhiều lỗ nhỏ, ta
được những sợi có đường kính từ 2 đến 10 micromet (1 micromet = 10^-6 m) gọi là sợi thủy tinh. Sợi thủy tinh không giòn và rất dai, có độ chịu nhiệt, độ bền hóa học và độ cách điện cao.
Dùng phương pháp li tâm hoặc thổi không khí nén vào dòng thủy tinh nóng chảy, ta thu được những sợi ngắn là bông thủy tinh.
Nguyên liệu để sản xuất sợi thủy tinh dễ kiếm, rẻ tiền, việc sản xuất
khá đơn giản, nên hiện nay được dùng rộng rãi trong các lĩnh vực kĩ
thuật khác nhau: sản xuất chất dẻo thủy tinh, làm vật liệu lọc, chế tạo
vật liệu cách điện, may áo bảo hộ lao động chống cháy, chống axit, lót
cách nhiệt cho các cột chưng cất, làm vật liệu liên kết trong chế tạo
máy, xây dựng, chế tạo sợi quang v.v…
b) Sợi quang, còn gọi là sợi dẫn quang, là loại sợi
bằng thủy tinh thạch anh được chế tạo đặc biệt, có độ tinh khiết cao,
có đường kính từ vài micromet đến vài chục micromet. Do có cấu trúc đặc
biệt, nên sợi quang truyền được xung ánh sang mà cường độ bị suy giảm
rất ít. Sợi quang được dùng để tải thông tin đã được mã hóa dưới dạng
tín hiệu xung laser. Một cặp sợi quang nhỏ như sợi tóc cũng có thể
truyền được 10.000 cuộc trao đổi điện thoại cùng một lúc. Hiện nay, sợi
quang là cơ sở cho phương tiện truyền tin hiện đại, phát triển công
nghệ thông tin, mạng internet điều khiển tự động, máy đo quang học v.v…
Cáp quang là các sợi quang được bọc các lớp đồng, thép và nhựa.

Sợi thủy tinh và sợi quang học

31. Bảo vệ nhà cửa và đồng ruộng bằng đường

Đường có thể trở thành vũ khí lợi hại trong việc ngăn chặn sự phá
hoại công trình xây dựng và mùa màng của các loại côn trùng có hại.

GDL có thể phá hủy hệ miễn dịch của côn trùng có hại

GDL (Glucono-Delta-Lactone), một chất có trong đường glucose, là món
ăn khoái khẩu của côn trùng nhưng chất này lại có khả năng hủy diệt hệ
miễn dịch của chúng. Các chuyên gia của Viện công nghệ Massachusett
(Mỹ) phát hiện ra rằng GDL có khả năng khống chế hoạt động của một số
protein trong cơ thể côn trùng, tạo điều kiện cho vi khuẩn và nấm tấn
công và tiêu diệt chúng. Vì thế nhiều nhà khoa học ví von rằng GDL là
thuốc phiện của côn trùng.
“Côn trùng có hại, chẳng hạn như mối, có thể phá hoại cây lương thực
và công trình xây dựng của con người. Thiệt hại mà chúng gây ra lên tới
hơn 30 tỷ USD mỗi năm”, tiến sĩ Ram Sasisekharan, một nhà nghiên cứu
của Viện công nghệ Massachusett, cho biết.
Sasisekharan hy vọng rằng phát hiện này có thể dẫn tới một phương
pháp bền vững, không độc hại để ngăn chặn sự phá hoại của côn trùng đối
với mùa màng và công trình xây dựng. Để làm được điều đó, các nhà khoa
học sẽ tác động vào gene của thực vật để chúng sản xuất nhiều GDL hơn
mức bình thường. Họ cũng có thể trộn GDL vào vật liệu xây dựng để chống
lại sự tấn công của côn trùng. Ngoài ra chúng ta còn có thể sử dụng
chất đó trong quá trình chế biến và cất giữ thực phẩm.
Theo vnexpress.net
32. “Gỗ lỏng” thay thế chất dẻo

Chất dẻo là một trong những phát minh lớn nhất ở thế kỷ XX. Tuy
nhiên, các nhà khoa học người Đức đang tìm cách thay thế chất dẻo bằng
một loại vật liệu mới tạm gọi là “gỗ lỏng” với nhiều tính năng vượt
trội.
Chất dẻo rất hữu ích trong đời sống hiện nay nhưng lại có quá nhiều
nhược điểm như: khó tái sử dụng, chứa nhiều hóa chất độc, làm hại môi
trường và thậm chí là căn nguyên của một số bệnh ung thư; chất dẻo có
nguồn gốc từ dầu mỏ mà đây lại là nguồn nguyên liệu không tái sinh…
Kỹ thuật “gỗ lỏng” sẽ tạo nên chất liệu mới thay thế cho chất dẻo
trong nhiều năm tới. Nhà nghiên cứu Norbert Eisenfreich tại Viện Kỹ
thuật hóa học Frounhofer (ICT) cho biết, loại vật liệu mới có tên gọi
arboform. Chúng được tạo thành từ chất lignin lấy ra từ các mô mềm của
gỗ rồi phối hợp thêm một số thành phần khác để trở thành chất rắn,
không độc hại và hoàn toàn có thể thay thế chất dẻo.

“Gỗ lỏng” có thể là một sự thay thế tuyệt vời cho chất dẻo ?

Gỗ gồm 3 thành phần: lignin, cellulose và hemicellulose; trong đó
lignin thì không dùng trong công nghiệp giấy, bị loại bỏ trong quá trình
sản xuất. Các nhà nghiên cứu đã dùng lignin phối hợp với một số chất
liệu khác như sợi gỗ tự nhiên, sáp, sợi gai dầu, sợi lanh để tạo ra một
hỗn hợp có thể nấu chảy và tơi xốp. Khi chuyển thành thể rắn thì
arboform trông rất giống chất dẻo với những tính năng và công dụng tương
tự.
Hiện tại arboform có thể được dùng để chế tạo một số bộ phận của xe
hơi. Tuy nhiên arboform còn một nhược điểm lớn là chứa quá nhiều chất
sulphur. Các nhà khoa học người Đức tin rằng họ có thể làm giảm 90%
sulphur trong arboform để có thể sử dụng an toàn trong nhà. Arboform có
thể tái chế để sử dụng nhiều lần và khi tiêu hủy thì nó không làm hại
môi sinh.
33. Chất nổ thế hệ mới: mạnh hơn, an toàn hơn

Các nhà khoa học Đức vừa phát triển thành công một loại chất nổ thế
hệ mới, mạnh hơn các loại chất nổ “truyền thống”, ít có khuynh hướng nổ
đột ngột, và tạo ra ít chất khí độc hại hơn.

Loại chất nổ mới mạnh hơn và thân thiện với môi trường

Trong nghiên cứu mới về loại chất nổ thân thiện với môi trường này,
hai nhà khoa học Thomas M. Klapötke và Carles Miró Sabate cho biết rằng
các loại chất nổ “truyền thống” được sử dụng rộng rãi trong quân sự,
như TNT, RDX và HMX, có chứa nhiều carbon và sản sinh ra nhiều khí độc
khi được kích nổ.
Các loại chất nổ “truyền thống” không chỉ làm ô nhiễm môi trường, mà
còn có độ nhạy cao với các tác động vật lý, như sự va chạm mạnh và tia
lửa điện, nên cực kỳ nguy hiểm khi sử dụng. Theo nhóm nghiên cứu, chất
nổ thế hệ mới phải “xanh” hơn và an toàn hơn.
Để đáp ứng yêu cầu đó, Klapötke và Sabate đã dùng loại nguyên liệu
mới tên là tetrazoles mà hầu hết năng lượng nổ của nó có nguồn gốc từ
nitơ thay vì carbon. Họ đã nhận diện được 2 loại tetrazoles có nhiều
triển vọng và từ 2 loại nguyên liệu này, nhóm nghiên cứu đã tạo ra những
“quả bom” bé xíu và kích nổ chúng trong phòng thí nghiệm. Kết quả thử
nghiệm cho thấy so với các loại thuốc nổ thông thường hiện nay, loại
chất nổ mới này ít nhạy với chấn động hơn và phát ra ít khí độc hơn khi
nổ.
34. Sản xuất nilon từ nông nghiệp
Nilon – loại sợi tổng hợp được sử dụng phổ biến thứ hai trên thế giới
có vai trò quan trọng trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta. Nhưng
quá trình sản xuất nilon lại kéo theo nhiều vấn đề về ô nhiễm môi
trường ! Vấn đề đặt ra cho các nhà hóa học là tìm được phương pháp mới
để sản xuất nilon mà ít gây ô nhiễm.
Axit adipic là một trong những mục tiêu được nhắm tới vì nó là nguyên
liệu chính của nilon. Phương pháp truyền thống để sản xuất axit adipic
ra đời cách đây gần một thế kỉ và đến nay vẫn áp dụng, đi từ benzen,
một hoá chất gây ung thư lấy từ nguồn nguyên liệu không tái sinh là dầu
mỏ. Việc chuyển hoá benzen thành axit adipic đòi hỏi nhiệt độ cao và
áp suất cao. Khâu cuối cùng của quá trình nhiều giai đoạn có sự tham
gia của axit nitric tạo ra khí nhà kính nitơ oxit (N₂O). Trong bảng xếp hạng về ô nhiễm khí quyển thì ngành sản xuất axit adipic chiếm tới 10% lượng N₂O sinh ra.
Tại một phòng thí nghiệm, nilon đã được sản xuất từ loại đường phong
phú nhất trong tự nhiên: D- glucozo. Hai nhà hoá học Karen Draths và
John thuộc trường đại học Purdue bang Indiana, Mỹ, hi vọng rằng phương
pháp này sẽ được triển khai để thay thế các quy trình vừa gây ô nhiễm
vừa tốn năng lượng hiện nay.

Từ đường D-glucozo có thể sản xuất được sợi nilon ?

Nhưng D- glucozo ở đâu ra? Thật đơn giản, dễ kiếm và nhiều vô kể. Đó
là các phế liệu nông nghiệp dưới dạng xenlulozo. Hai nhà khoa học vừa
nói trên đã chỉ ra một con đường mới dùng enzym để chuyển hoá D- glucozo
thành axit muconic. Chất này sẽ phản ứng với hidro để tạo thành axit
adipic. Để chuyển hóa D-glucoza thành axit muconic, Draths và John đã
kết hợp hai xúc tác sinh học phỏng theo quá trình trong thiên nhiên.
Quá trình thứ nhất: biến D- glucozo thành các axit amin như
Phenialamin, Tiroxin và Tritophan(cả ba đều chứa vòng benzen). Một tác
động tự nhiên dẫn dắt các axit amin này qua hợp chất trung gian là axit
3- Dehidro- Sikimic (DHS), hai nhà bác học này coi phân tử trên là chìa
khóa để tạo ra axit adipic.
Họ thấy rằng có thể tăng hiệu suất của DHS đến cực đại bằng cách dùng
thể đột biến di truyền của vi khuẩn E. Coli kí hiệu bằng mã số AB2834.
Ngoài ra còn có các enzym khác nữa được Draths và John huy động để
chuyển hoá DHS thành axit muconic. Hiệu suất sản xuất axit này tính theo
D-glucozo là 30%.
Giai đoạn cuối cùng là một quá trình hóa học thuần túy, axit muconic
chuyển thành axit adipic bằng cách hydro hoá trên xúc tác platin.
Các nhà phát minh cho rằng triển khai quy trình này trên quy mô công
nghiệp là không phải dễ dàng. Song thuận lợi lớn đối với công nghiệp là
quy trình diễn ra ở nhiệt độ và áp suất thường. Việc sản xuất nilon từ
nguyên liệu sinh học đã mở ra phương pháp mới bảo vệ môi trường để
nilon giảm đi danh tiếng là “kẻ gây ô nhiễm” và mãi giữ được vị trí thứ
nhất trong thế giới sợi tổng hợp.
35. Tăng cường tính xúc tác của platin
Trong nỗ lực để tạo ra quá trình quang hợp nhân tạo, tận dụng nguồn
năng lượng dồi dào của Mặt trời, các nhà khoa học cần đến những điện cực
làm từ platin, một vật liệu quý hiếm và đắt tiền. Những hạt platin
nano đa diện, có diện tích bề mặt lớn gấp 4 lần đã tạo ra tính chất xúc
tác mạnh cho các phản ứng diễn ra. Nếu các nhà nghiên cứu có thể chế
tạo ra những hạt xúc tác nhỏ hơn nữa, với hình dạng đem lại hiệu quả
tương tự, thì có thể giảm được lượng platin được sử dụng. Giảm được
lượng kim loại đắt tiền này có thể giúp cho những ứng dụng của chúng dễ
được chấp nhận hơn về mặt chi phí. Nó cũng có tầm quan trọng cho những
ứng dụng khác, chẳng hạn như tổng hợp các nhiên liệu thay thế và
chuyển hoá các chất khí thải như CO₂ thành những sản phẩm hữu ích.
Theo nhận xét của Francesco Stellacci, Giáo sư về khoa học và kỹ
thuật vật liệu ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), Mỹ, thì công trình
nghiên cứu này có ý nghĩa quan trọng, vì nó liên quan đến platin, một
kim loại mà cho đến nay vẫn được dùng nhiều nhất để làm chất xúc tác.
Ngoài ra, nó cũng giúp tăng cường hiểu biết về sự thay đổi hình dạng của
các hạt có ảnh hưởng thế nào tới tính chất xúc tác của chúng.

Các hạt xúc tác platin có kích cỡ nano

Để chế tạo các hạt nói trên, các nhà nghiên cứu ở Georgia Tech và
Xiamen đã cho một lượng tương đối lớn các hạt platin phân tán lên bề mặt
cacbon. Tiếp theo, họ đặt một điện thế xoay chiều lên đó, gây ra các
phản ứng hoá học có tính quyết định về những điểm mà những nguyên tử
platin sẽ tích tụ và những điểm chúng không tích tụ. Kết quả là những
hạt platin 24 mặt đã hình thành ở trên bề mặt.
Hạt đa diện mà các nhà nghiên cứu tạo ra có hoạt tính cao, tại đó có
nhiều hơn số lượng các nguyên tử không ổn định và phản ứng mạnh so với
các hạt platin thông thường. Các nhà nghiên cứu đã cho thấy rằng những
bề mặt này, nếu so với các hạt platin đang được sử dụng hiện nay, có tỷ
lệ phản ứng cao hơn, và từ đó có thể tạo ra các chất xúc tác rẻ hơn.
36. Phát minh vật liệu siêu hấp thụ nước từ… tinh bột sắn !
Từ tinh bột sắn, Trung tâm Vinagamma tại TP.HCM đã chế tạo thành công
vật liệu siêu hấp thụ nước. Mỗi ha đất, chỉ cần bón 50 kg chất này là
có thể giảm 50% lượng nước cần tưới tiêu. Vật liệu siêu hấp thụ nước do
Vinagamma chế tạo có giá rẻ hơn sản phẩm ngoại cùng loại khoảng 30
lần.

Vật liệu siêu hấp thụ nước từ… tinh bột sắn

Theo Thạc sĩ Hoàng Bình (Trung tâm Nghiên cứu và Triển khai Công nghệ
Bức xạ tại TP.HCM – Vinagamma), chủ nhiệm đề tài nghiên cứu nói trên,
nguyên liệu chính để chế tạo vật liệu siêu hấp thụ nước là tinh bột
sắn, kết hợp với một số hoá chất khác. Sau đó, nguyên liệu được phối
trộn và đem đi chiếu tia phóng xạ. Vật liệu siêu hấp thụ nước có thể
hút, giữ lượng nước gấp 400 lần thể tích của nó.
Khi được đưa vào môi trường tự nhiên, vật liệu siêu hấp thụ nước có
thể tự phân huỷ trong vòng 1 tháng và không gây độc hại cho môi trường.
Không những có thể giữ ẩm cho đất, loại vật liệu này có thể phối trộn
với phân bón cải tạo đất cát thành đất mùn. Tuỳ theo loại cây, người
trồng trọt có thể pha trộn vật liệu siêu hấp thụ nước theo tỷ lệ thích
hợp để bảo đảm giữ ẩm cho đất hoặc cây trồng mà không gây úng.
Từ tháng 1/2005 đến nay, vật liệu siêu hấp thụ nước hiện đang được
thử nghiệm trên diện rộng với các loại cây ngô, đậu, lạc, rau các loại,
cây công nghiệp và cây ăn quả, trên đất xám, đất đỏ Bazan, đất cát tại
Bình Phước, TP.HCM và Bình Thuận.
Hiện tại, Khu Nông nghiệp Công nghệ cao TP.HCM đang chờ kết quả thử
nghiệm sử dụng vật liệu siêu hút nước này cho cây bắp tại Buôn Mê Thuộc
để tư vấn cho một công ty kinh doanh chính thức phân phối sản phẩm của
Vinagamma. Hiện nay, giá bán sản phẩm do trung tâm Vinagamma dự kiến sẽ
khoảng từ 25 – 30.000/kg, trong khi các sản phẩm nhập tương tự hiện có
bán trên thị trường có giá từ 800.000 -1,5 triệu đồng/kg.
37. Vì sao cá biển chứa nhiều thủy ngân ?
Thuỷ ngân là sản phẩm phụ thoát ra từ hoạt động đốt than, chất thải
công nghiệp và các hoạt động khác của con người. Nó ảnh hưởng đến sự
phát triển của trẻ sơ sinh, gây bệnh tim và một số căn bệnh khác ở
người trưởng thành. Hơn 90% methyl thủy ngân trong cơ thể người dân
Mỹ có nguồn gốc từ các sinh vật biển hai mảnh vỏ và cá biển,
đặc biệt là cá ngừ.
Lâu nay các nhà khoa học vẫn chưa nghiên cứu nhiều về vấn để thuỷ
ngân có trong đại dương. Mặc dù lượng thuỷ ngân trong môi trường
nước biển thấp nhưng cá biển lại có hàm lượng thuỷ ngân cao. Nước biển
có chứa quá ít methyl thủy ngân nên các nhà khoa học gặp nhiều khó
khăn trong việc thu thập các mẫu nghiên cứu đáng tin cậy và họ không
thể giải thích rõ ràng thuỷ ngân xâm nhập từ môi trường vào cơ thể
của cá biển qua con đường nào?

Cá biển là nguồn thực phẩm dồi dào nhưng cũng chứa những nguy cơ gây hại cho sức khỏe

Nhà khoa học Krabbenhoft và các đồng nghiệp của ông là những người
đầu tiên áp dụng các kỹ thuật mới, có độ nhạy cao để lấy mẫu nước tại 16
điểm ở Thái Bình Dương , từ Alaska tới Hawaii. Tại mỗi điểm, các nhà
nghiên cứu phân tích các mẫu cách nhau 100m cho tới độ sâu 1000m.
Khi xây dựng đồ thị, họ nhận thấy lượng methyl thủy ngân cao
nhất tại những độ sâu nơi oxi bị rút nhanh nhất. Tại vùng này, xác
tảo chìm xuống vùng đáy nước đậm đặc khiến chúng khó bị cuốn đi.
Độ sâu đó là từ khoảng 300m đến 800m, nơi có cá ngừ sinh sống.
Những giả thuyết trước đây thường cho rằng thuỷ ngân trong nước
biển thoát ra từ các núi lửa dưới đáy đại dương hoặc từ các dòng
chảy của sông. Nay, các chuyên gia đã lý giải được cách thức thuỷ
ngân xâm nhập vào cơ thể cá.
Ban đầu, loài tảo ở mặt nước hấp thụ thuỷ ngân từ không khí. Hiện
tượng này xảy ra mạnh ở vùng ngoài khơi châu Á, nơi có nhiều
thủy ngân thoát ra từ các nhà máy nhiệt điện. Các dòng hải
lưu đưa chúng theo chiều ngược kim đồng hồ vượt qua Thái Bình Dương đến
Bắc Mỹ và trở lại. Khi tảo chết, chìm xuống và phân huỷ trên đường đi,
chúng thải ra methyl thủy ngân (thủy ngân ở dạng hòa tan trong
chất béo). Chất độc này theo chuỗi thức ăn vào cơ thể cá và người ăn
chúng.
So sánh với các nghiên cứu trước đây, các nhà khoa học cảnh báo về
mức độ gia tăng báo động của mực thuỷ ngân trong nước biển trong hai
thập kỷ qua. Nồng độ thuỷ ngân đã gia tăng 30% tại Thái Bình Dương trong
khoảng thời gian này. Và nếu việc phát tán vẫn tiếp tục gia tăng
như dự kiến, nồng độ thủy ngân sẽ tăng thêm 50% nữa cho tới năm 2050.
“Quả thực đáng ngạc nhiên khi họ có thể phát hiên sự gia tăng của
nồng độ thuỷ ngân tại Thái Bình Dương”, ông Vincent St. Louis, một nhà
sinh địa hoá tại đại học Alberta. “Đó là một vùng nước rất rộng lớn”.
Bằng việc vạch ra mối liên hệ rõ ràng giữa chất thải từ hoạt động
của con người với sự gia tăng mực thuỷ ngân trong cơ thể cá, nghiên cứu
là một căn cứ để thuyết phục các nhà hoạch định chính sách rằng
có một mối nguy cơ lớn nếu thiếu sự kiểm soát các chất thải ra
môi trường.
38. Bí mật của kim cương

Vẻ đẹp và sự quý giá của kim cương đã mê hoặc con người bao đời nay

Nguồn gốc của kim cương tự nhiên
Hơn một tỷ năm trước, ở sâu dưới lòng đất, sức nóng khủng khiếp cùng
với áp suất cực cao đã tôi luyện nên những hạt kim cương quý giá mà
người ta khai thác ngày nay. Các hạt này theo nham thạch núi lửa dần
được đưa lên gần bề mặt trái đất. Sau mỗi trận phun nham thạch như thế,
núi lửa để lại một hình trụ bằng đá có hình dáng tựa củ cà rốt gọi là
kimberlite, trong ruột của nó nạm đầy kim cương, hồng ngọc cùng vô số
các thứ đá quý khác.

Sơ đồ hình thành kimberlite

Từ “diamond” – kim cương – bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp cổ, “adamas”, có
nghĩa là vô song. Người Ấn Độ từng khai thác kim cương và sử dụng trên
những biểu tượng tôn giáo cách đây ít nhất 2.500 năm. Người La Mã
thuộc thế kỷ thứ nhất cũng đã biết dùng nó để khắc những đồ trang sức
đá chạm.
Trải qua các thời đại, kim cương được coi là vật huyền bí, tượng
trưng cho quyền uy và sự giàu sang. Vào thế kỷ thứ 16, viên kim cương
109 carat có tên Koh-I-Noor tìm được ở mỏ Kollur, miền nam Ấn Độ, được
đánh giá là vật quý báu nhất của toàn bán lục địa Ấn Độ. Nước Anh chiếm
được Koh-I-Noor năm 1849 khi hai xứ Lahore và Punjab trở thành thành
viên của đế quốc Anh. Viên kim cương này hiện nay đang được lưu giữ ở
tháp London, chính là viên ngọc nằm giữa vương miện của nữ hoàng
Elizabeth.

Viên kim cương nổi tiếng trên vương miện nữ hoàng Elizabeth

Khi giá trị được nhân lên …
Sự phổ biến của kim cương tăng lên ở thế kỷ 19, khi kỹ thuật đánh
bóng và cắt đã đạt đến trình độ khá cao. Ở dạng thô, kim cương không đẹp
và ít chiết quang, nhưng sau khi được cắt, nó mang một vẻ đẹp riêng
không gì sánh nổi. Có vô số cách cắt được nghĩ ra từ xưa đến nay như cắt
“tròn”, “bánh mì” (hạt dưa), “vuông”, “trái tim”, “hoa hồng”. Một viên
kim cương được cắt tốt khi nhìn từ trên xuống phải có màu trắng. Nếu
được cắt không tốt, khi nhìn từ trên cao xuống sẽ thấy màu đen ở chính
giữa và đôi khi có một cái bóng ở đỉnh viên.

Các kiểu cắt kim cương

Quá trình cắt làm tăng giá trị của kim cương do làm tăng độ trong và
tôn lên màu sắc, dù khối lượng giảm hơn 30%. Một cấu trúc tinh thể
nguyên chất sẽ làm cho viên kim cương trở thành không màu.
Tuy nhiên, hầu hết những viên kim cương đều không hoàn hảo. Màu sắc
có thể làm tăng hay giảm giá trị của viên đá. Những đốm nhỏ màu vàng sẽ
làm giảm giá trị kim cương đi rất nhiều trong khi màu hồng hay xanh
dương (như viên kim cương Hope) sẽ làm nó trở nên quý giá hơn.

Viên kim cương Hope mang theo lời nguyền cho những ai sở hữu nó ?

Tạp chất thường gặp nhất trong kim cương là nitơ. Một phần nhỏ nitơ
trong tinh thể kim cương sẽ làm cho nó có màu vàng, thậm chí màu nâu.
Trái với màu vàng và màu nâu, những màu khác khó tìm thấy hơn và có giá
trị hơn. Chỉ cần viên kim cương hơi hồng hay xanh lam thì giá trị đã
rất cao rồi. Tùy theo mạng tinh thể carbon bị thay thế bằng nguyên tố
nào mà kim cương sẽ có màu đó. Những màu thường gặp là vàng, hồng, xanh
dương, xanh lá cây, đỏ, nâu…
Lịch sử non trẻ của kim cương nhân tạo
Mặc dù từ năm 1796, nhà hóa học Smithson Tennan đã khám phá ra cấu
trúc hoá học của kim cương là những phân tử carbon 4, nối với nhau bằng
những liên kết đối xứng hình lập phương. Nhưng mãi cho đến thập niên 50
của thế kỷ 20, người ta mới bắt đầu thử chế tạo kim cương nhân tạo.
Ban đầu, các nhà khoa học luyện than chì graphite ở 1.400 độ C, với áp
suất cao hơn áp suất không khí 55.000 lần. Kết quả, họ thu được những
viên đá nhỏ không tinh khiết, chỉ có thể dùng chế tạo lưỡi khoan nha
khoa và làm lưỡi cưa sắt do độ cứng không cao.

[You must be registered and logged in to see this link.]

Cấu trúc tinh thể kim cương là những phân tử C4

Nhiều nhà khoa học đã bỏ cuộc bởi không lo nổi chi phí cho các thí
nghiệm kiểu này nhưng có 1 người vẫn kiên trì theo đuổi và ông đã thành
công. Năm 1958 Robert Linares đã phát minh ra kỹ thuật chế tạo kim
cương. Năm 1966, ông khám phá trị số chính xác của hỗn hợp khí và nhiệt
độ để có thể tạo những hột xoàn lớn dưới dạng một tinh thể duy nhất.
Để có sự thẩm định vô tư về phẩm chất thứ đá quý nhân tạo này, Robert
Linares mang viên đá 0,38 carat, thành phẩm của mình, đến chỗ Virgil
Ghita, chủ tiệm nữ trang uy tín Ghita′s ở phố Boston. Ông ta dùng cây
nhíp nhỏ kẹp viên đá, nâng lên trước mắt phải và nhìn qua chiếc kính lúp
của thợ vàng. Từ từ, ông ta xoay viên đá ngược phía ánh nắng nghiêng
của buổi chiều rồi thốt lên: “Tôi không thấy một khiếm khuyết nào cả.
Ông lấy ở đâu ra viên đá tuyệt vời này vậy?”. Câu nói đó đủ để khẳng
định sự thành công của Robert Linares.
Robert Linares thực hiện một quy trình hóa học “lắng đọng khí”, thực
chất là nén carbon dạng khí trên các hạt giống kim cương để tạo thành
những viên kim cương có kích cỡ lớn hơn chục lần, và dùng kim loại
molten làm chất xúc tác ở điều kiện nhiệt độ và áp suất cực cao. Kim
cương từ đó mọc lên bên trên hạt giống dưới dạng carbon kết tinh. Sau
này, công ty của gia đình Linares (có tên Apollo Diamond, trụ sở tại
Boston bang Machasusette) mỗi tuần cho ra lò khoảng 20 carat kim cương
trang sức và các tinh thể kim cương sử dụng cho nghiên cứu chế tạo vi
mạch.
Viên kim cương nhân tạo lớn nhất là 15 carat, do Russell Henley, Giám
đốc phòng thí nghiệm địa vật lý thuộc Viện Carnegie làm ra. Gần đây,
Henley tạo thứ kim cương được cho là rắn nhất. Thoạt đầu, ông cấy “hạt
giống” kim cương từ trong phòng thí nghiệm, kế đó mang đặt vào lò có áp
suất lẫn nhiệt độ cực kỳ cao làm thay đổi cấu trúc nguyên tử của kim
cương. Viên đá quý này trở nên cứng đến mức làm vỡ máy đo độ cứng, dù
rằng bộ phận của máy cũng được làm từ kim cương !
Do nhu cầu về kim cương trong các các lĩnh vực y khoa, công nghệ
thông tin, hàng không vũ trụ, quân sự… ngày càng lớn nên rất nhiều công
ty đang cạnh tranh ráo riết trong sản xuất kim cương nhân tạo. Công ty
Gemesis (tại Sarasota, bang Florida) đã phát minh cách chế tạo kim
cương màu xanh dương, loại cực hiếm trên thị trường.
39. Tìm hiểu về axit citric
a) Giới thiệu
Axít citric là một axít hữu cơ thuộc loại yếu và nó thường được tìm
thấy trong các loại trái cây thuộc họ cam quít. Nó là chất bảo quản thực
phẩm tự nhiên và thường được thêm vào thức ăn và đồ uống để làm vị
chua. Ở lĩnh vực hóa sinh thì axít citric đóng một vai trò trung gian vô
cùng quan trọng trong quá trình trao đổi chất xảy ra trong các vật thể
sống.
Ngoài ra axít citric còn đóng vai trò như là một chất tẩy rửa, an
toàn đối với môi trường và đồng thời là tác nhân chống oxy hóa. Axít
citric có mặt trong nhiều loại trái cây và rau quả nhưng trong trái
chanh thì hàm lượng của nó được tìm thấy nhiều nhất, theo ước tính axít
citric chiếm khoảng 8% khối lượng khô của trái chanh.

Trái chanh chứa một lượng lớn axit citric

b) Thông tin tổng quát
- Tên theo IUPAC: 2-hydroxypropane-1,2,3-tricarboxylic acid
- Tên thông thường: axit chanh
- Công thức phân tử: C₆H₈O₇
- Công thức cấu tạo:
- Khối lượng phân tử: 192.13 g/mol
- Có dạng: tinh thể màu trắng
- Nhiệt độ nóng chảy: 153^_oC
- Nhiệt độ sôi: 175^oC (phân hủy)
c) Tính chất
- Tính axít của axit citric là do ảnh hưởng của nhóm carboxyl -COOH,
mỗi nhóm carboxyl có thể cho đi một proton để tạo thành ion citrat. Các
muối citrat dùng làm dung dịch đệm rất tốt để hạn chế sự thay đổi pH
của các dung dịch axít.
- Các ion citrat kết hợp với các ion kim loại để tạo thành muối, phổ
biến nhất là muối canxi citrat dùng làm chất bảo quản và giữ vị cho
thực phẩm. Bên cạnh đó ion citrat có thể kết hợp với các ion kim loại
tạo thành các phức dùng làm chất bảo quản và làm mềm nước.
- Ở nhiệt độ phòng thì axít citric tồn tại ở dạng tinh thể màu trắng
dạng bột hoặc ở dạng khan hay là dạng monohydrat có chứa một phân tử
nước trong mỗi phân tử của axít citric. Dạng khan thu được khi axít
citric kết tinh trong nước nóng, trái lại dạng monohydrat lại kết tinh
trong nước lạnh. Ở nhiệt độ trên 74^oC dạng monohydrat sẽ chuyển sang dạng khan.
- Về mặt hóa học thì axít citric cũng có tính chất tương tự như các axít carboxylic khác. Khi nhiệt độ trên 175^oC thì nó phân hủy tạo thành CO₂ và nước.
d) Lịch sử tìm ra
- Vào thế kỷ thứ 8 nhà giả kim thuật Jabir Ibn Hayyan người Iran đã
phát hiện ra axít citric. Các học giả châu Âu thời trung cổ cũng đã biết
về axít tự nhiên trong chanh, những kiến thức sơ bộ về axít này cũng
đã được ghi nhận vào thế kỷ XIII. Axít Citric được nhà hóa học người
Thụy Sĩ tách được vào năm 1784, ông đã kết tinh được axít citric từ
nước chanh ép. Năm 1860 ngành công nghiệp nước ép trái cây của Ý đã đưa
công trình sản xuất axít citric vào hoạt động.
- Năm 1893 C. Wehmer đã phát hiện ra rằng nấm mốc (Penicillium) cũng
có thể tạo nên axít citric từ đường. Sản xuất axít citric theo kiểu vi
sinh này đã không được đưa vào sản xuất công nghiệp cho đến thế chiến
thứ I, do cục xuất khẩu nước hoa quả của Ý bác bỏ. Vào năm 1917 nhà hóa
học thực phẩm James Currie người Mỹ đã phát hiện ra rằng nấm mốc hình
sợi (Aspergillus niger) có thể dùng để sản xuất axít citric rất hiệu
quả. Hai năm sau tập đoàn dược phẩm Pfizer đã ứng dụng kỹ thuật này vào
sản xuất axít citric theo qui mô công nghiệp.
e) Sản xuất
- Kỹ thuật mà ngày nay người ta vẫn dùng trong công nghiệp sản xuất
axít citric là nuôi nấm sợi trên đường ăn, sau đó lọc nấm mốc ra khỏi
dung dịch và axít citric được tách bằng cách cho kết tủa với nước vôi
tạo thành canxi citrat, sau đó kết tủa được xử lý bằng axít sulfuric.
- Ngoài ra axít citric còn được tách từ sản phẩm lên men của nước lèo
bằng cách dùng một dung dịch hydrocacbon của một bazơ hữu cơ
Trilaurylamin để chiết. Sau đó tách dung dịch hữu cơ bằng nước.
f) Ứng dụng

• Với vai trò là một chất phụ gia thực phẩm, axít citric được dùng làm
  gia vị, chất bảo quản thực phẩm và đồ uống, đặc biệt là nước giải
  khát, nó mang mã số E330. Muối citrat của nhiều kim loại được dùng để
  vận chuyển các khoáng chất trong các thành phần của chất ăn kiêng vào
  cơ thể. Tính chất đệm của các phức citrat được dùng để hiệu chỉnh độ pH
  của chất tẩy rửa và dược phẩm.
  
• Citric axít có khả năng tạo phức với nhiều kim loại có tác dụng tích
  cực trong xà phòng và chất tẩy rửa. Bằng cách phức hóa các kim loại
  trong nước cứng, các phức này cho phép các chất tẩy rửa tạo nhiều bọt
  hơn và tẩy sạch hơn mà không cần làm mềm nước trước. Bên cạnh đó axít
  citric còn dùng để sản xuất các chất trao đổi ion dùng để làm mềm nước
  bằng cách tách ion kim loại ra khỏi phức citrat.
  
• Axít citric được dùng trong công nghệ sinh học và công nghiệp dược phẩm để làm sạch ống dẫn thay vì phải dùng axít nitric.
  
• Citric axít là một trong những hóa chất cần thiết cho quá trình tổng
  hợp Hexametylen triperoxit diamin (HMDT) là một chất dễ phát nổ giống
  Axeton peroxit, nhạy với nhiệt và ma sát. Ở một số nước nếu bạn mua một
  số lượng lớn axít citric bạn sẽ bị liệt kê vào sổ đen của các âm mưu
  khủng bố.
  
• Axít citric cũng được cho vào thành phần của kem để giữ các giọt
  chất béo tách biệt. Ngoài ra nó cũng được thêm vào nước ép chanh tươi.
  
• Citric axit được coi là an toàn sử dụng cho thực phẩm ở các quốc gia
  trên thế giới. Nó là một thành phần tự nhiên có mặt ở hầu hết các vật
  thể sống, lượng dư axít citric sẽ bị chuyển hóa và đào thải khỏi cơ
  thể.
  
• Điều thú vị là mặc dù axít citric có mặt khắp nơi trong cơ thể nhưng
  vẫn có một vài trường hợp mẫn cảm với axít citric. Tuy nhiên những
  trường hợp này rất hiếm và người ta thường gọi đó là phản ứng giả vờ của
  cơ thể. Axít citric khô có thể làm kích thích da và mắt do đó nên mặc
  áo bảo hộ khi tiếp xúc với axít này.
  

Theo D&3H