Đảo ngược logic mặt đường, cậu bé lớp 6 phát minh bê tông "ngậm nước": Nhận ngay giải thưởng lớn

Mệt mỏi vì chứng kiến đường phố ở Miami (Mỹ) ngập lụt do mưa lớn, Luca Durham, một học sinh lớp 6, đã tạo ra một loại bê tông xốp biết "ngậm nước mưa" thay vì để nó tràn ngập đường phố gây lụt lội.

Nhờ ý tưởng này, cậu giành được Giải thưởng Nhà phát minh trẻ của Quỹ Lemelson năm 2025.

Ý tưởng cốt lõi của dự án là đảo ngược logic của mặt đường. Bê tông truyền thống được làm cho không thấm nước, vì vậy nước mưa chảy tràn trên bề mặt và tích tụ lại, gây ra lũ lụt.

Đề xuất của Luca là tạo ra một loại bê tông xốp, chứa đầy các kênh nhỏ cho phép nước chảy qua và thấm vào đất.

Thách thức kỹ thuật nằm ở chỗ, càng nhiều lỗ xốp thì khả năng thoát nước của bê tông càng tốt, nhưng vật liệu cũng dễ trở nên yếu hơn.

Cậu chia sẻ rằng mình muốn tìm ra những chất phụ gia giúp bê tông thấm nước tốt mà vẫn đủ chắc chắn. Để giải bài toán này, cậu dùng đến những thứ người ta thường vứt bỏ là vỏ hàu và than củi.

Vỏ hàu khi nghiền nát tạo ra các khoảng trống li ti nhờ hình dạng không đều của chúng, còn than củi vừa giúp tạo lỗ thoát nước vừa đóng vai trò như một bộ lọc tự nhiên giúp nước sạch hơn khi chảy qua. Đá dăm được thêm vào để giữ độ chắc cho hỗn hợp.

Qua nhiều lần thử nghiệm và so sánh các công thức trộn khác nhau, kết quả bất ngờ nhất lại không phải từ vỏ hàu hay than củi: Hỗn hợp hoạt động tốt nhất gồm khoảng 30% đất tảo cát (diatomite – một loại bột tự nhiên từ tảo hóa thạch, rất hút nước) kết hợp với 70% xi măng và đá dăm.

Luca không "ép" kết quả theo ý muốn ban đầu mà đi theo dữ liệu thực tế – đúng tinh thần khoa học. Sắp tới, cậu dự định thêm các dải sợi carbon vào hỗn hợp để bê tông vừa thoát nước tốt vừa chịu lực tốt hơn, tránh bị nứt vỡ.

Với sáng chế này, Luca đã giành giải Lemelson Award dành cho nhà phát minh trẻ tại Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Nam Florida – một trong những hội chợ khoa học học sinh lớn nhất khu vực, do tổ chức Society for Science bảo trợ.

Phát minh này có ý nghĩa đặc biệt với Miami (tiểu bang Florida) – thành phố thường xuyên ngập lụt do địa hình thấp, đô thị hóa dày đặc và nước biển dâng, khiến nước mưa không có chỗ thoát.

Loại bê tông thấm nước vốn không phải ý tưởng hoàn toàn mới, nó đã được dùng trên vỉa hè, bãi đỗ xe ở nhiều nơi trên thế giới như một phần của khái niệm "thành phố bọt biển" – nhưng đóng góp của Luca là tìm ra các chất phụ gia rẻ tiền, bền vững từ rác thải để cải thiện loại vật liệu này.