Bằng việc kết hợp ánh sáng mặt trời và hydrogel, các nhà khoa học vừa trình làng một thiết bị mới có thể tạo ra nước sạch gần như từ bất kì nguồn nước nào - thậm chí cả nước Biển Chết mặn chát.
Ở nhiều quốc gia đang phát triển, việc tiếp cận nước sạch cực kì hạn chế khiến nhiều người chết vì thiếu nước sạch để sinh hoạt nên công nghệ mới này có khả năng cứu sống hàng chục ngàn người mỗi năm. Thậm chí trong những trường hợp khẩn cấp hay những thảm họa thiên nhiên xảy ra ở bất cứ nơi đâu trên thế giới, chúng ta cũng có thể sử dụng thiết bị mới để tạo ra nước sạch.
Công nghệ có rất nhiều ưu điểm: nhỏ gọn, rẻ và chúng sử dụng nguồn năng lượng mặt trời ở xung quanh để làm bốc hơi nước và loại bỏ các tạp chất. Chính những tính năng này làm thiết bị có sự nâng cấp đáng kể so với các công nghệ tương tự từng được sử dụng trong quá khứ.
Thiết bị lọc nước mới rất nhỏ gọn (Ảnh: Trường đại học Texas)
Ông Fei Zhao - một trong số các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Texas ở Austin, cho biết: "Việc khử muối bằng nước qua chưng cất là phương pháp thông thường để tạo ra nước sạch với khối lượng lớn. Tuy nhiên, các công nghệ chưng cất hiện tại, chẳng hạn như chưng cất nhiều giai đoạn và nhiều tác động chỉ thực hiện được khi có cơ sở hạ tầng đáng kể và nguồn năng lượng lớn. Và Mặt trời là nguồn nhiệt bền vững nhất để cung cấp năng lượng cho quá trình chưng cất và nó được xem là một giải pháp thay thế tuyệt vời để khử muối."
Thiết bị lọc nước bằng năng lượng Mặt trời được làm từ vật liệu hydrogel với đặc tính hấp thụ ánh sáng. Cấu trúc nano của hydrogel giúp tận dụng được nhiều năng lượng Mặt Trời hơn mà không cần sử dụng thiết bị quang học hỗ trợ tập trung ánh sáng, qua đó đẩy nhanh quá trình bay hơi. Hơi nước sau đó được xử lý, ngưng tụ thành nước sạch và được đựng trong trong bình chứa.
Ông Guihua Yu - nhà nghiên cứu hàng đầu ở trường Đại học Texas tại Austin, nói: "Chúng tôi đã “viết lại” toàn bộ phương pháp để làm bay hơi nước bằng năng lượng mặt trời thông thường.”
Thiết bị có thể biến nước Biển Chết thành nước uống được (Ảnh: Tourist Isarel)
Để kiểm tra thiết bị mới một cách kỹ lưỡng hơn, các nhà nghiên cứu đã thử lọc nước ở Biển Chết (giáp với Israel, West Bank và Jordan). Nước ở đây có độ mặn khoảng 34 phần trăm - mặn gấp 10 lần nước biển thông thường. Thiết bị lọc hydrogel đã hoàn thành xuất sắc bài kiểm tra với việc làm mất màu và biến nước Biển Chết thành nước sạch, đáp ứng được các tiêu chuẩn nước uống do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) và Cơ quan Bảo vệ Môi trường Hoa Kỳ (EPA) đưa ra.
"Những cuộc thử nghiệm ngoài trời của chúng tôi cho thấy sản lượng nước cất được sản xuất hàng ngày lên đến 25 lít/mét vuông - đủ cho nhu cầu của các hộ gia đình và thậm chí ở những khu vực bị thiên tai. Tuyệt vời hơn nữa là chúng ta có thể thay thế các thành phần chính trong hầu hết các hệ thống khử mặn bằng năng lượng mặt trời hiện tại bằng hydrogel. Như vậy không cần thiết phải loại bỏ hoàn toàn các hệ thống khử muối đã được sử dụng.”
Sẽ mất một thời gian để đưa nghiên cứu này ra thị trường và trở thành một thành một sản phẩm thương mại hoàn chỉnh nhưng đây thật sự là một điều đáng để mong chờ, vì hiện tại cứ 9 người đang sống trên hành tinh thì có 1 người không có nguồn nước sạch gần nhà.
Gần đây, các nhà nghiên cứu đã tạo ra nhiều thiết bị lọc nước thông minh khác: năm ngoái, một nhóm nhà khoa học ở Đức đã thử nghiệm một hệ thống robot siêu nhỏ có thể loại bỏ hơn 80% vi khuẩn trong nước. Ở những nơi khác, các nhà khoa học đã phát triển một màng graphene-oxit để lọc muối ra khỏi nước biển.
Hi vọng rằng những đổi mới đầy tính đột phá này sẽ sớm ra khỏi phòng thí nghiệm và đến được tay những người đang cần chúng càng sớm càng tốt.
Nghiên cứu đã được xuất bản trên tạp chí Nature Nanotechnology.
Bạn Có Đam Mê Với Vi Mạch hay Nhúng - Bạn Muốn Trau Dồi Thêm Kĩ Năng
Mong Muốn Có Thêm Cơ Hội Trong Công Việc
Và Trở Thành Một Người Có Giá Trị Hơn
Bạn Chưa Biết Phương Thức Nào Nhanh Chóng Để Đạt Được Chúng
Hãy Để Chúng Tôi Hỗ Trợ Cho Bạn. SEMICON
Hotline: 0972.800.931 - 0938.838.404 (Mr Long)