Quang cảnh Trường THCS Đào Sư Tích, thị trấn Cổ Lễ, huyện Trực Ninh, tỉnh Nam Định.

Được biết, ngoài kiến thức môn Vật lý lớp 9 được học tại trường, hai em Trần Minh Quang, Đoàn Đức Toàn đã tham khảo thêm các tài liệu như: Vật lý nâng cao THCS 9 (NXB Giáo dục 2005) Vật lý 11 (NXB Giáo dục 2016) Bài tập Vật lý nâng cao (NXB Giáo dục 2007) Bài tập cơ bản nâng cao Vật lý 11 (NXB Đại học quốc gia Hà Nội 1999). Cô giáo Nguyễn Thị Nhàn và thầy giáo Lương Vũ Thiện, Trường THCS Đào Sư Tích (thị trấn Cổ Lễ, Trực Ninh, Nam Định) đã tận tình hướng dẫn hai học sinh từ ý tưởng sáng tạo, lập kế hoạch, phương pháp nghiên cứu, thiết kế, thử nghiệm sản phẩm đến lập báo cáo dự án, tham dự cuộc thi KHKT cấp tỉnh và chỉnh sửa, hoàn thiện sản phẩm, hồ sơ học sinh để tham dự cuộc thi KHKT cấp quốc gia.

Nội dung dự án của Trần Minh Quang, Đoàn Đức Toàn là chế tạo ra sản phẩm bếp điện mini có tác dụng hai chiều làm nóng hoặc lạnh tùy theo yêu cầu sử dụng các loại thức uống, chủ yếu là các loại nước giải khát mà vẫn giữ lại đầy đủ chất dinh dưỡng có trong thực phẩm. Nguyên lý hoạt động của bếp là sử dụng tính năng làm nóng - lạnh của tấm bán dẫn siêu công nghệ còn gọi là sò lạnh hay chíp Peltier (là cấu kiện bán dẫn tích hợp có tính chất như một bơm nhiệt, làm lạnh một mặt và mặt còn lại được làm nóng). Miếng bán dẫn nhỏ, nhẹ, nhưng có công suất mạnh giúp hút nhiệt một bề mặt bên này và thải qua bề mặt bên kia. Lượng nhiệt năng ở bề mặt bên kia sẽ bằng tổng nhiệt năng hút từ mặt bên này và lượng nhiệt năng chuyển từ điện năng mà ta đặt vào hai đầu dây của miếng bán dẫn. Trong ứng dụng làm lạnh, khi tản nhiệt cho mặt nóng càng tốt thì mặt bên kia sẽ càng lạnh, có thể xuống âm độ và đóng tuyết (ứng dụng làm nóng cũng tương tự như thế). Do vậy, nếu sử dụng tính năng làm nóng - lạnh của tấm bán dẫn tích hợp cùng với một số thiết bị khác sẽ tạo ra một loại bếp nhỏ gọn, có tác dụng hai chiều, làm nóng hoặc lạnh theo yêu cầu sử dụng thức uống, đảm bảo nguồn năng lượng cung cấp tuyệt đối sạch.

Cô giáo Nguyễn Thị Nhàn (ngoài cùng bên trái) và thầy giáo Lương Vũ Thiện (ngoài cùng bên phải) Trường THCS Đào Sư Tích hướng dẫn hai học sinh Trần Minh Quang (đứng thứ hai từ trái sang) và Đoàn Đức Toàn thực hiện dự án Bếp điện mini hai chiều.

Trên cơ sở khoa học đó, các em đã thiết kế sản phẩm bếp điện mini hai chiều gồm hai tấm bán dẫn siêu công nghệ (sò nóng, lạnh hay chip Peltier) có kích cỡ 4 cm x 4 cm, một bộ tản nhiệt gió, một bình ắc quy 12V - 6Ah kèm theo nguồn sạc 220V - 10A, cổng nạp pin điện thoại, công tắc, đèn Led. Riêng hai tấm bán dẫn siêu công nghệ là loại 5A - 10A, điện áp 3V~15,4V công suất làm lạnh từ 50W - 150W, chênh lệch nhiệt độ hai mặt là gần 67 độ C, nhiệt độ làm lạnh tối đa là âm 6 độ C.

Sản phẩm được thiết kế nhỏ, gọn, thoát nhiệt, sử dụng dễ dàng, có thể đun nóng hoặc làm lạnh các loại thức uống trong mọi điều kiện thời tiết, không gây ô nhiễm môi trường, giá thành rẻ và tuyệt đối an toàn. Bên cạnh việc tiện lợi cho người sử dụng, nhất là khi mang theo trong những chuyến du lịch, nguồn điện một chiều của bếp khi cần thiết còn có thể làm nguồn dự phòng sạc pin điện thoại, máy tính, Ipad... Ngoài ra, giá thành chế tạo bếp lại rất rẻ, độ bền lại tối ưu, nguồn điện một chiều an toàn, sử dụng tiện lợi và tiết kiệm.

Phó Giám đốc Sở GD&ĐT tỉnh Nam Định Ngô Vỹ Nông trao giải Nhất cuộc thi KHKT cấp tỉnh cho Trần Minh Quang (người nhận giấy khen) và Đoàn Đức Toàn, học sinh lớp 9, Trường THCS Đào Sư Tích (Trực Ninh, Nam Định).

Qua thời gian thử nghiệm, kiểm tra sản phẩm nhiều lần bằng cốc inox đựng nước có khối lượng tăng dần cho thấy bếp điện mini hai chiều của hai em chế tạo đảm bảo chất lượng tốt, hiệu quả ổn định, có tính ứng dụng thực tiễn cao. Kết quả điều tra, thử nghiệm sản phẩm rộng rãi trong học sinh, người dân tại địa phương, đã có 100% số người đồng ý, hoàn toàn hài lòng. Trong đó, số người hoàn toàn hài lòng ở mức độ cao về hiệu quả làm lạnh là 77,78%, về hiệu quả làm ấm là 66,67%, về đảm bảo an toàn là 100%, về gọn nhẹ, tiện dụng là 100% và hình thức sản phẩm đẹp là 88,89%. Các em cho biết hướng phát triển đề tài là tối ưu hóa chức năng làm nóng, lạnh với hiệu suất cao hơn, lắp thêm mạch cảm biến tự động bật, tắt bếp và cải tiến hình thức sản phẩm cho phù hợp với thị hiếu của khách hàng. Đây là dự án đã giành giải Nhất tại cuộc thi KHKT dành cho học sinh trung học toàn tỉnh vừa qua, được Sở GD&ĐT tỉnh Nam Định lựa chọn, xếp vị trí số 1 trong 6 dự án tham dự Cuộc thi KHKT cấp quốc gia dành cho học sinh trung học năm học 2017 - 2018 Khu vực phía Bắc vào tháng 3/2018 tại Nghệ An.