Công nghệ lọc mới sẽ giúp thế giới có nguồn nước sạch vô tận

Vật liệu MOF mới được nhóm các nhà nghiên cứu phát triển có tên PSP-MIL-53, được cấu thành một phần từ vật liệu MIL-53, vốn có phản ứng với nước và carbon dioxide.

Khoảng 71% diện tích Trái Đất bao phủ bởi nước, tuy nhiên chỉ 2% trong số đó là nước ngọt mà con người có thể sử dụng.

Theo Nature Sustainability, một nhóm các nhà khoa học tại Australia đã phát minh ra công nghệ "hô biến” nước mặn thành nước ngọt, an toàn và có khả năng thay đổi cuộc sống của hàng triệu sinh mạng trên toàn cầu.

Bằng cách sử dụng những hợp chất có cấu tạo giữa kim loại và hữu cơ (Metal-Organic Framework) kết hợp cùng ánh sáng mặt trời, chỉ trong khoảng 30 phút, nước sẽ được làm sạch hoàn toàn, hiệu quả hơn nhiều so với những công nghệ lọc nước hiện nay.


Chỉ cần vật liệu MOF và ánh sáng mặt trời, nước mặn có thể thành nước ngọt. Ảnh: Rankred

Ưu điểm của công nghệ lọc này là giá thành rẻ, ổn định, có thể tái sử dụng và tạo ra nguồn nước sạch đạt tiêu chuẩn khử mặn của WHO. Mỗi kilogram vật liệu MOF có thể lọc được khoảng 140 lít nước sạch dựa trên kết quả thử nghiệm ban đầu của các nhà khoa học. Chỉ sau 4 phút tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, MOF sẽ giải phóng tất cả ion muối.

"Quy trình khử muối bằng nhiệt bay hơi hay các công nghệ khác như thẩm thấu ngược còn tồn tại một số hạn chế, tiêu thụ nhiều năng lượng và phải sử dụng hóa chất làm sạch cũng như khử clo.

Ánh sáng mặt trời là nguồn năng lượng dồi dào nhất trên hành tinh. Việc chúng tôi phát triển quy trình khử mặn mới thông qua vật liệu MOF và ánh sáng mặt trời sẽ mang lại sự hiệu quả và bền vững tới môi trường”, kỹ sư hóa học Huanting Wang từ Đại học Monash cho biết.

Vật liệu MOF mới được nhóm các nhà nghiên cứu phát triển có tên PSP-MIL-53, được cấu thành một phần từ vật liệu MIL-53, vốn có phản ứng với nước và carbon dioxide.

MOF là vật liệu có tính xốp, chỉ cần một thìa cà phê nhỏ loại vật liệu này khi nở ra cũng đã đủ để che phủ một sân bóng đá. Trong tương lai, công nghệ làm sạch bằng MOF có thể được lắp đặt tại các đường ống nước hoặc hệ thống xử lý nước để sản xuất ra nước uống sạch.

Mặc dù đây không phải lần đầu tiên công nghệ màng lọc MOF khử sạch muối ra khỏi nước biển và nước lợ được đề cập. Nhưng các phát hiện mới về vật liệu PSP-MIL-53 sẽ phần nào cung cấp cho đội ngũ các nhà khoa học thêm nhiều sự lựa chọn mới để khám phá.

"Công nghệ khử muối vốn được sử dụng để giải quyết tình trạng thiếu nước đang ngày càng gia tăng trên toàn cầu. Do sự sẵn có của nước lợ và nước biển đi đôi với sự an toàn của công nghệ khử mặn, nước đã qua xử lý có thể được đưa vào các hệ thống thủy sinh hiện có mà không cần lo ngại về rủi ro sức khỏe”, Wang chia sẻ.

Theo thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới WHO, trên thế giới hiện nay vẫn còn 785 triệu người phải sống trong tình trạng thiếu nước sạch. Hầu hết họ sẽ phải di chuyển quãng đường khoảng 30 phút đi bộ để có thể tiếp cận nguồn nước. Khi cuộc khủng hoảng biến đổi khí hậu diễn ra, vấn đề này sẽ càng nghiêm trọng hơn.

Trên Trái Đất, khoảng 97% lượng nước là nước mặn, nếu công nghệ sử dụng MOF được hiện thực hóa, nguồn tài nguyên vô tận này sẽ là niềm hy vọng giúp nhiều người dân được tiếp cận nguồn nước an toàn và phù hợp.

Theo Science Alert, phát minh mới sẽ trở thành nguồn động lực khích lệ tinh thần cho các nhà khoa học. Cùng với màng lọc MOF, những phương pháp khác như sử dụng ánh sáng cực tím, bộ lọc graphene cũng đang được nhóm nghiên cứu từng bước phát triển. Thậm chí, đội ngũ các nhà khoa học đang tìm cách tạo ra nước từ lớp không khí loãng.

"Công trình của chúng tôi đang vẽ nên một lộ trình mới thú vị cho việc thiết kế các vật liệu chức năng sử dụng năng lượng mặt trời và cải thiện tính bền vững của quá trình khử muối trong nước”, Huanting Wang kết luận.