Khi môi trường đang thay đổi một phương pháp chóng mặt, áp lực tìm ra cách giải quyết những thắc mắc cuộc sống ngày càng đè lớn lên những nhà khoa học. Biến không khí thành nước là một trong số đó.
Một thiết bị nguyên mẫu mới, được phát triển ở Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) ở Ả Rập Saudi, có thể hấp thụ hơi nước và sau đó giải phóng nước lỏng theo yêu cầu. Đó là một phát minh vô giá đối với các người sống ở các vùng khan hiếm nước như sa mạc khô cằn.
Các nhà khoa học đã tìm ra kỹ thuật giữ hợp chất hydrogel này ở dạng rắn cho đến khi chúng ta cần biến nó thành nước. (Ảnh: Imani/Unsplash).
Mấu chốt cơ bản của thiết bị là một loại hydrogel nhất là tùy thuộc trên muối canxi clorua. Đó là một chất hấp thụ nước cực kì tốt tuy nhiên lại hóa lỏng khi hấp thụ hơi nước. Nhờ công nghệ hiện đại, những nhà khoa học đã tìm ra kỹ thuật giữ hợp chất hydrogel này tại dạng rắn cho tới khi chúng ta cần biến nó thành nước.
"Khía cạnh đáng chú ý nhất của hydrogel là hiệu suất rất cao mà chi phí thấp" - Renyuan Li thuộc nhóm nghiên cứu cho thấy.
Với ước tính 13 nghìn tỷ tấn hơi nước trong khí quyển, có thể thu hoạch một phần hơi nước đó biến chúng thành nguồn nước phục vụ cho con người là một bước ngoặc cực kì nghiêm trọng, nhất là hơn đối với hàng trăm triệu người đang phải sống thiếu nguồn nước sạch ngoài kia. Đây là thứ mà có nhiều nhà khoa học đang bận rộn nghiên cứu.
Hợp chất hydrogel đang được giải phóng thành nước. (Ảnh: KAUST).
Trước đây canxi clorua đã từng được xem xét tới, tuy nhiên biến nó thành vật liệu chứa nước trong thực tế là điều vô cùng khó khăn. Ở đây, nhóm nghiên cứu đã giúp giải quyết câu hỏi này bằng biện pháp chuyển đổi muối thành một polyme, giúp giữ nguyên hình dạng của nó cho đến khi bị nung nóng; bên cạnh đó, ống nano cacbon sẽ giúp giải phóng nước.
Ý tưởng là thiết bị có khả năng lấy nước từ không khí vào ban đêm, sau đó giải phóng nước khi đun nóng trong ngày.
Đó cơ bản xác là phương pháp mẫu thử nghiệm của những nhà nghiên cứu hoạt động: 35 gram (1,23 ounce) hydrogel có thể hút 37 gram (1,31 ounce) nước trong một đêm với độ ẩm tương đối khoảng 60 phần trăm.
Ngày hôm sau, phơi nắng hydrogel khoảng 2.5 giờ có thể giải phóng 20 gram (0,71 ounce) nước. Lượng nước thu được này được lưu giữ trong thiết bị sạch có thể sẵn sàng uống ngay. Hydrogel sau đó cũng sẵn sàng để sử dụng một lần nữa - những nhà nghiên cứu cho biết.
Nước được thu thập sau đó được giải phóng trong một chu kỳ. (Ảnh: KAUST).
Thế nhưng, các nhà khoa học vẫn chưa hài lòng - họ hy vọng điều chỉnh thiết kế sao cho nước có khả năng được giải phóng liên tục.
Thực tế là ngày nay có khá nhiều thiết bị cạnh tranh ngoài kia có tiềm năng giải quyết các câu hỏi sống còn của con người mà chúng ta cho là tốt.
Minh chứng là đầu năm nay, các đội đến từ Mỹ đã trình diễn một thiết bị kim loại được chế tạo nhất là để hút nước - đây là một phát minh khác không cần nguồn năng lượng riêng biệt để hoạt động.
Một nhóm các nhà khoa học khác đã tạo ra một vật liệu tổng hợp lấy cảm hứng từ bọ cánh cứng sa mạc Namib, cũng cho hiểu hứa hẹn như một biện pháp ngưng tụ và thu giữ nước lỏng từ không khí khi cần thiết.
Với tất cả các sáng kiến này, thách thức đưa ra là biến chúng từ mẫu thí nghiệm thành sản phẩm thương mại, thế nhưng thiết bị tùy thuộc trên hydrogel mới này đang tỏ ra ưu thế khi đạt được phần lớn điều kiện đặt ra.
"Loại máy biến không khí này nước này có giá rẻ và phải chăng; hoạt động hoàn hảo với độ ẩm rộng; không cần xạc điện; và chính vì thế đặc biệt phù hợp cho sản xuất nước sạch ở khu vực sâu khu vực xa", các nhà nghiên cứu viết.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Môi trường.
0 Nhận xét:
Đăng nhận xét