Màng lọc “vi diệu” khắc phục ô nhiễm không khí và thiếu nước ngọt



Màng lọc “vi diệu” khắc phục ô nhiễm không khí và thiếu nước ngọt

Quang Huy 7:0 9/4/2017

Ô nhiễm không khí, thiếu nước ngọt đang trở thành những thách thức lớn mà con người phải đối mặt trong thế kỷ XXI. Đó cũng là động lực thúc đẩy các nhà khoa học Sinhgapore và Anh phát minh ra vật liệu mới giúp biến nước biển thành nước ngọt cũng như tạo ra không khí trong lành hơn trong tương lai.

Tương lai không khói bụi dần hiện hữu

Các nhà nghiên cứu đến từ Đại học Quốc gia Singapore đã nghiên cứu thành công lưới lọc bụi mới bằng việc sử dụng hợp chất hóa học mang tên phthalocyanine, thường dùng trong nhuộm vải. Theo đó, nhóm nghiên cứu đã tạo ra những phân tử hữu cơ có khả năng tự kết hợp thành hạt nano rồi tiếp tục nối lại thành sợi nano. Qua đó, các nhà nghiên cứu đã tạo ra tấm lọc với khả năng loại bỏ 90% hạt bụi ô nhiễm PM2.5 (nhỏ hơn 2,5 micro mét, khoảng 3% đường kính sợi tóc con người) và cho phép không khí lưu thông dễ dàng. Khi kết hợp nhiều tấm lại, chúng ta sẽ có lớp bảo vệ tuyệt hảo.

Không chỉ ưu việt về tính năng, vật liệu mới này còn có giá thành sản xuất rất rẻ. Chúng ta có thể đổ vật liệu này lên những tấm lưới mỏng hay các vật liệu “không dệt” khác. Khi tấm lọc được đổ sợi nano ấy khô sẽ trở thành tấm lọc không khí có những đặc tính “kỳ diệu”, góp phần khắc phục hạn chế mà các lưới lọc không khí hiện nay đang gặp phải. Bởi hiện tại, ngoài ngăn bụi bẩn, các lưới lọc đang bán trên thị trường còn chặn cả không khí khiến gió không thể lùa qua. Thậm chí, lớp lọc dày còn chặn cả ánh sáng. Trong khi đó, hệ thống làm ấm hoặc làm mát có thể áp dụng được công nghệ này, nhưng lại không thể dùng cho cửa sổ.

Như vậy, trong tương lai, khi lưới lọc này được thương mại hóa, chúng ta có cơ hội mở toang cửa sổ để cho nắng, gió tràn vào nhà mà không lo sợ không khí trong nhà bị ô nhiễm bởi khói bụi từ bên ngoài. Đây được đánh giá là công nghệ của tương lai, giúp nâng cao chất lượng sống cho những cư dân tại các khu dân cư đông đúc hay những gia đình có nhà ở mặt đường.

Biến nước biển thành nước uống

Trong khi các nhà khoa học Singapore nghiên cứu thành công lưới lọc không khí, thì các nhà khoa học thuộc Đại học Manchester (Anh) phát minh ra màng lọc có thể biến nước biển thành nước uống. Thành công mới này được đánh giá sẽ mở ra trang mới cho loài người. Bởi theo báo cáo của Liên Hợp quốc, dưới tác động của môi trường sống và hiện tượng biến đổi khí hậu, nhiều quốc gia đang phát triển phải đối diện với nguy cơ thiếu nước ngọt trầm trọng. Dự báo đến năm 2025, 14% dân số thế giới (khoảng 1 tỷ người) sẽ đối mặt với nguy cơ thiếu nước.

Cụ thể: Các nhà khoa học Anh đã phát minh ra màng lọc graphene oxide giúp lọc bỏ muối khỏi nước biển để chuyển thành nước uống. Graphene là vật liệu kỵ nước. Song, các mao mạch hẹp làm từ graphene lại hút nước mạnh khiến vật liệu này thấm qua nhanh chóng. Tính chất kỳ lạ này đã thu hút sự quan tâm của giới nghiên cứu với mục đích phát triển các công nghệ mới để lọc nước và khử muối. Tuy nhiên, lọc muối khỏi nước đòi hỏi loại màng lọc nhỏ hơn. Đó là bài toàn khó với các nhà nghiên cứu.

Tiến sĩ Rahul Nair cùng đồng nghiệp đã tìm ra giải pháp khắc phục khi tạo ra bức tường nhựa expoxy ở hai bên màng graphene oxide, giúp chúng không bị trương lên khi ở trong nước. Do đó, họ có thể kiểm soát được kích thước lỗ cực nhỏ trong màng graphene oxide nhằm lọc muối ra khỏi nước biển.

Điểm mấu chốt là các loại muối thông thường tan vào nước sẽ tạo thành lớp vỏ gồm phân tử nước bao quanh chúng. Các phân tử nước này dễ dàng đi qua, nhưng natri clorua lại cần sự trợ giúp của phân tử nước. Nếu kích thước của lớp phân tử nước bao quanh muối lớn hơn lỗ màng lọc, chúng sẽ không thể đi qua.

Hiện tại, thế giới ghi nhận ngày càng nhiều nhà máy khử muối. Nhưng chi phí sử dụng màng lọc polyme khá tốn kém khiến việc triển khai công nghệ này gặp không ít khó khăn. Vì thế, phát minh của các nhà khoa học đến từ Anh được kỳ vọng sẽ đẩy nhanh quá trình lọc và dễ dàng thực hiện với chi phí rẻ hơn nhiều.

Xem thêm:

Phát minh ấn tượng: kim loại mới trong suốt, siêu cứng, siêu rẻ

Phát minh ấn tượng: Biến giấc mơ của con người thành hiện thực


Quang Huy

Từ Khóa :