Khi môi trường đang thay đổi một phương pháp chóng mặt, áp lực tìm ra phương pháp giải quyết các câu hỏi cuộc sống ngày càng đè nghiêm trọng lên các nhà khoa học. Biến không khí thành nước là một trong số đó.
Một thiết bị nguyên mẫu mới, được tiến triển tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) ở Ả Rập Saudi, có khả năng 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 tại các vùng khan hiếm nước như sa mạc khô cằn.
Các nhà khoa học đã tìm ra cách giữ hợp chất hydrogel này tại dạng rắn cho tới khi chúng ta cần biến nó thành nước. (Ảnh: Imani/Unsplash).
Mấu chốt cơ bản của thiết bị là một loại hydrogel nhất là dựa 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 biện pháp giữ hợp chất hydrogel này tại dạng rắn cho đến khi chúng ta cần biến nó thành nước.
"Khía cạnh đáng chú ý nhất của hydrogel là hiệu suất rất cao mà tiền thấp" - Renyuan Li thuộc nhóm nghiên cứu cho biết.
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 nặng, nhất là hơn đối với hàng trăm triệu người đang phải sống thiếu nguồn nước sạch ngoài kia. Đây là thứ mà khá 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, thế nhưng 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 thắc mắc này bằng phương pháp chuyển đổi muối thành một polyme, giúp giữ nguyên hình dạng của nó cho tới khi bị nung nóng; thậm chí, ống nano cacbon sẽ giúp giải phóng nước.
Ý tưởng là thiết bị có thể lấy nước từ không khí vào ban đêm, sau đó giải phóng nước khi đun nóng trong ngày.
Đó chính xác là cách mẫu thử nghiệm của những nhà nghiên cứu hoạt động: 35 gram (1,23 ounce) hydrogel có khả năng 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 khả năng sẵn sàng uống ngay. Hydrogel sau đó cũng sẵn sàng để sử dụng một lần nữa - những nhà nghiên cứu cho hiểu.
Nước được thu thập sau đó được giải phóng trong một chu kỳ. (Ảnh: KAUST).
Tuy nhiên, những 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 đa số thiết bị cạnh tranh ngoài kia có tiềm năng giải quyết các thắc mắc sống còn của con người mà chúng ta cho là tốt.
Minh chứng là đầu năm nay, các đội tới 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 nhận thấy hứa hẹn như một kỹ thuật ngưng tụ và thu giữ nước lỏng từ không khí khi cần thiết.
Với tất cả những sáng kiến này, thách thức đưa ra là biến chúng từ mẫu thí nghiệm thành sản phẩm thương mại, thế nhưng thiết bị phụ thuộc trên hydrogel mới này đang tỏ ra ưu thế khi đạt được khá nhiều cơ hội 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 vì thế đặc biệt thích hợp cho sản xuất nước sạch ở khu vực sâu khu vực xa", những 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