Theo thông tin của Liên Hợp Quốc, mỗi tuần có 30.000 người chết do tiêu thụ và sử dụng nước không hợp vệ sinh. Dù phần lớn các trường hợp tử vong này xảy ra tại các nước đang phát triển, nhưng Hoa Kỳ cũng không còn xa lạ với tình trạng thiếu nước ngoài dự kiến, đặc biệt là sau các thảm họa tự nhiên như bão, có thể làm gián đoạn nguồn cung cấp nước nhưng không báo trước.
Vì thế, nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Texas do Guihua Yu, phó giáo sư khoa học vật liệu và kỹ thuật cơ khí dẫn đầu, đã phát triển được công nghệ nhỏ gọn và chi phí hiệu quả bằng cách sử dụng kết hợp vật liệu hybrid gel-polyme. Các hydrogel này (mạng lưới chuỗi polyme nổi tiếng với khả năng hút nước) có cả tính chất ưu nước (hút nước) và tính chất bán dẫn (hấp thụ năng lượng mặt trời) cho phép sản xuất nước uống sạch và an toàn từ bất cứ nguồn nước nào, dù là nước biển hoặc các nguồn cung cấp nước ô nhiễm. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Nanotechnology.
Nhóm nghiên cứu đã chế tạo máy sản xuất hơi nước bằng năng lượng mặt trời dựa vào hydrogel mới, sử dụng năng lượng mặt trời trong môi trường tự nhiên để cấp năng lượng cho quá trình bốc hơi nước để khử muối hiệu quả. Các công nghệ hóa hơi bằng năng lượng mặt trời hiện có được áp dụng để xử lý nước mặn liên quan đến một quy trình rất tốn kém phụ thuộc vào các công cụ quang học để thu ánh nắng mặt trời. Các nhà khoa học đã tạo ra loại gel có cấu trúc nano cần rất ít năng lượng và chỉ cần ánh nắng mặt trời xuất hiện bình thường trong tự nhiên để hoạt động trong khi cũng có khả năng làm tăng mạnh khối lượng nước bốc hơi.
Hydrogel mới cho phép sản sinh hơi nước trong điều kiện ánh nắng chiếu trực tiếp và sau đó bơm vào bình ngưng để phân phối nước ngọt. Tính chất khử muối của hydrogel thậm chí được thử nghiệm trên các mẫu nước mặn được thu nhập từ Biển chết và kết quả đã thành công tuyệt vời. Sử dụng các mẫu nước từ một trong những thủy vực mặn nhất Trái đất, nhóm nghiên cứu đã khử được muối từ các mẫu nước mặn ở Biển chết sau khi áp dụng quy trình dựa vào hydrogel. Trên thực tế, nước thu được đã đáp ứng các tiêu chuẩn về nước uống do Tổ chức Y tế thế giới và Cơ quan Bảo vệ môi trường Hoa Kỳ đề ra.
PGS. Yu cho biết: “Các thử nghiệm được thực hiện ngoài trời cho thấy sản lượng nước chưng cất hàng ngày đạt 25 lít/m2, đủ đáp ứng nhu cầu của hộ gia đình và thậm chí cho các khu vực bị ảnh hưởng bởi thiên tai. Tốt nhất, hydrogel nên được trang bị để thay thế thành phần lõi trong các hệ thống khử muối bằng năng lượng mặt trời hiện có, từ đó, không cần cải tiến toàn bộ hệ thống khử mặn đã được sử dụng”.
Vì muối là một trong những chất khó tách khỏi nước nhất, nên các nhà nghiên cứu cũng đã chứng minh thành công khả năng của hydrogel trong việc lọc một số chất ô nhiễm phổ biến khác trong nước được xem là không an toàn để tiêu thụ.
PGS. Yu tin rằng công nghệ có thể được thương mại hóa. Công nghệ sẽ có tiềm năng tác động mạnh hơn hơn khi nhu cầu nước ngọt trên toàn cầu vượt quá các nguồn cung cấp tự nhiên hiện có.
N.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2018-04-purification-breakthrough-sunlight-hydrogels.html#jCp