Phát triển vật liệu mới có thể cung cấp nước sạch cho hàng triệu người
Biến đổi khí hậu, thiếu nước do hạn hán, nhiễm mặt, nguồn nước ngầm đang dần bị cạn kiệt,…khiến tình trạng thiếu nước sạch trở lên báo động đe dọa đến đời sống của người dân. Để giải quyến vấn đề thiếu nước sạch mới đây các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu mới có khả năng đẩy nhanh quá trình bay hơi khiến một bể chưng cất mặt trời nhỏ vẫn cung cấp đủ nước ngọt cho một gia đình sử dụng.
Hiện nay các công nghệ xử lý lọc nước bị ô nhiễm, nước nhiễm mặt thường đòi hỏi kinh phí đầu tư lớn do đó ngoài tầm với của nhiều cộng đồng người nghèo, khu vực kinh tế kém phát triển.
Trong khi đó, bể chưng cất năng lượng mặt trời truyền thống là một thùng có đáy màu đen, chứa đầy nước và trên cùng được đậy bằng thủy tinh hoặc nhựa trong.
Đáy đen hấp thụ ánh sáng mặt trời vào ban ngày khiến nước bay hơi và để lại các chất gây ô nhiễm. Hơi nước sau khi ngưng tụ trên tấm đậy và nhỏ giọt vào một bể chứa. Nhưng phương pháp này tạo ra ít nước sạch do phải làm nóng toàn bộ thể tích nước trước khi nước bắt đầu bay hơi.
Để giải quyết vấn đề nước sạch các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Texas ở Austin đã nâng cấp bể chưng cất nước bằng năng lượng mặt trời để tạo ra phương pháp lọc nước giá rẻ thay thế cho các công nghệ này. Guihua Yu và các đồng nghiệp gần đây đã tìm ra một phương pháp khắc phục hạn chế này.
Theo đó, các nhà nghiên cứu tạo một miếng hydrogel từ hai loại polymer, một loại polymer liên kết với nước gọi là polyvinyl alcohol (PVA), một loại khác hấp thụ ánh sáng gọi là polypyrrole (PPy) sau đó đặt tấm gel này lên bề mặt nước trong các bể chưng cất. Bên trong gel, một lớp các phân tử nước liên kết chặt chẽ với PVA, mỗi phân tử nước tạo ra nhiều liên kết hóa học được gọi là liên kết hydro.
Do đã “dành chỗ” cho liên kết với PVA nên các phân tử nước chỉ còn giữ sự liên kết lỏng lẻo với các phân tử nước gần đó, tạo ra thứ mà Yu gọi là "nước trung gian" (intermediate water) giữ lại trong gel, khiến chúng bay hơi dễ dàng hơn so với nước thường.
Với công nghệ này, bể chưng cất nước năng lượng mặt trời của Yu tạo ra 3,2 L/h/m2 nước, gấp đôi giới hạn lý thuyết, theo công bố của họ trên Nature Nanotechnology vào năm 2018.
Yu và đồng nghiệp đã tạo ra một hydrogel thậm chí còn tốt hơn nữa. Họ trộn chitosan - một loại polymer thứ ba có khả năng hút nước rất mạnh, vào gel để tạo ra một loại gel có khả năng giữ được nhiều nước hơn và tăng lượng nước trung gian được giữ trong gel. Một bể sử dụng loại hydrogel mới này chưng cất nước với tốc độ 3,6 L/h/m2, cao hơn các loại đã được thương mại hóa trên thị trường tới 12 lần. Công bố này mới được xuất bản trên Science Advances.
Peng Wang, một kỹ sư môi trường tại Đại học KH&CN King Abdullah ở Thuwal, Ả Rập Saudi cho biết: "Đây là một điểm khởi đầu tuyệt vời.
Với tốc độ này một bể có diện tích 1 mét vuông có thể sản xuất khoảng 30 lít nước uống sạch mỗi ngày đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng nước cho một gia đình nhor. Bên cạnh đó, cả ba polymer để tạo ra loại hydrogel này đều có sẵn trên thị trường với mức giá rẻ và sẽ giúp cung cấp nước sạch cho khu vực hạn hán, thiếu nước sạch
Suckhoecuocsong.vn (Trích lược theo Moitruong)
Các tin khác
-
Malaysia nghiên cứu phát triển vaccine Covid-19 dạng xịt mũi hoặc uống
Rất nhiều người không được tiêm vaccine ngừa Covid-19 do sợ kim tiêm do đó các nhà nghiên cứu tại Malaysia đã nghiên cứu phát triển vaccine Covid-19 dạng uống hoặc xịt mũi -
Phát triển thiết bị phân tích chất lượng nước sinh hoạt bằng giấy
Các nhà nghiên cứu thuộc Trường đại học Công giáo Louvain (UCLouvain) đã nghiên cứu, phát triển một thiết bị phân tích được chất lượng nước bằng giấy. -
Phát triển vật liệu in 3D có khả năng tiêu diệt virus SARS-CoV-2
Loại vật liệu in 3D đầu tiên trên thế giới được nghiên cứu và phát triển có khả năng tiêu diệt virus SARS-CoV-2 gây bệnh Covid-19 trên bề mặt trong vòng 20 phút, giảm nguy cơ lây nhiễm trong cộng đồng. -
Chế tạo robot lỏng hoạt động liên tục không cần pin, nguồn điện
Nhóm các nhà nghiên cứu Khoa Năng lượng thuộc Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley (LBNL) và Đại học Massachusetts Amherst đã chế tạo một loại robot lỏng hoạt động liên tục không cần điện. -
Phát triển loại thép không gỉ có thể tiêu diệt virus SARS-CoV-2
Các nhà nghiên cứu tại Hồng Kông đã nghiên cứu phát triển một loại thép không gỉ có khả năng tiêu tiệt SARS-CoV-2 trong vài giờ giúp hạn chế sự lây lan virus ở các khu vực công cộng, thang máy, tay nắm cửa,… -
Nhật Bản phát minh loại khẩu trang phát hiện được Covid-19
Nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học tỉnh Kyoto (KPU), nằm ở phía tây Nhật Bản đã nghiên cứu phát minh ra một loại khẩu trang không những ngăn ngừa lây nhiễm Covid-19 mà còn có khả năng phát hiện nếu tiếp xúc với SARS-CoV-2 -
Sáng chế loại kẹo cao su giúp giảm lây nhiễm Covid-19
Mới đây, các nhà khoa học Mỹ đã sáng chế một loại kẹo cao su mới có khả năng giúp bẫy virus SARS-CoV-2, từ đó giảm các ca lây nhiễm Covid-19. -
Mũ cách ly di động phòng chống dịch Covid-19 lợi hại như thế nào?
"Mũ cách ly" di động Vihelm của 3 bạn trẻ Việt Nam được Tổ chức Sở hữu trí tuệ Thế giới vinh danh, trao danh hiệu Đại sứ trẻ Sở hữu trí tuệ. Vậy sáng chế “chiếc mũ cách ly di động” này có điểm gì đặc biệt trong việc phòng chống dịch Covid-19 hiện nay? -
Trung Quốc phát triển robot tí hon chở thuốc đến tiêu diệt tế bào ung thư
Nghiên cứu mới đăng trên tạp chí ACS Nano cho biết, các nhà khoa học Trung Quốc phát triển robot động vật in 3D có thể di chuyển trong mạch máu, mang theo hạt nano thuốc và tự động phun ra khi đến đích. -
Nghiên cứu phát triển biến bã cà phê thành vật liệu dùng trong pin Lithium-ion
Bã cà phê không chỉ sử dụng để chăm sóc da, làm đẹp, khử mùi ẩm mốc, phân bón,…mà các nhà nghiên cứu tại Indonesia đã phát triển phương pháp biến bã cà phê thành vật liệu dùng trong pin Lithium-ion.