Luca Durham, một học sinh lớp 6 tại Miami (Mỹ), đã giành Giải thưởng Nhà phát minh trẻ của Quỹ Lemelson năm 2025 nhờ phát minh ra loại bê tông xốp có khả năng thấm nước mưa, giúp giảm ngập lụt đô thị. Ý tưởng của cậu xuất phát từ thực tế đường phố Miami thường xuyên ngập úng sau mưa lớn do địa hình thấp, đô thị hóa dày đặc và nước biển dâng.
Đảo ngược logic mặt đường truyền thống
Khác với bê tông truyền thống được thiết kế không thấm nước, khiến nước mưa chảy tràn và tích tụ gây lũ lụt, phát minh của Luca tạo ra các kênh nhỏ trong bê tông để nước thấm qua và chảy xuống đất. Thách thức là làm sao để bê tông vừa có nhiều lỗ xốp thoát nước vừa đủ chắc chắn.
Luca chia sẻ: “Em muốn tìm ra những chất phụ gia giúp bê tông thấm nước tốt mà vẫn đủ chắc chắn.” Cậu đã thử nghiệm với vỏ hàu nghiền nát và than củi – những vật liệu thường bị vứt bỏ. Vỏ hàu tạo ra các khoảng trống li ti nhờ hình dạng không đều, trong khi than củi vừa tạo lỗ thoát nước vừa hoạt động như bộ lọc tự nhiên giúp nước sạch hơn. Đá dăm được thêm vào để giữ độ chắc cho hỗn hợp.
Kết quả bất ngờ từ đất tảo cát
Sau nhiều lần thử nghiệm, hỗn hợp hoạt động tốt nhất lại không đến từ vỏ hàu hay than củi: khoảng 30% đất tảo cát (diatomite – bột tự nhiên từ tảo hóa thạch, rất hút nước) kết hợp với 70% xi măng và đá dăm. Luca cho biết cậu 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 nứt vỡ.
Giải thưởng và ý nghĩa với Miami
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 có ý nghĩa đặc biệt với Miami, nơi thường xuyên ngập lụt do địa hình thấp, đô thị hóa dày đặc và nước biển dâng.
Bê tông thấm nước không hoàn toàn mới – 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”. Tuy nhiên, 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.
