Viên hydrogel làm sạch nước. Ảnh: Đại học Texas Austin
Một số nhà khoa học ước tính, khoảng 1/3 dân số thế giới không tiếp cận được với nguồn nước uống sạch và một nửa dân số có thể sống ở những khu vực thiếu nước vào năm 2025. Việc tìm ra giải pháp cho vấn đề này có thể cải thiện cuộc sống cho hàng triệu người và là một trong những ưu tiên hàng đầu của các chuyên gia trên thế giới.
Nhóm nghiên cứu tại Đại học Texas Austin tạo ra viên hydrogel giúp lọc nước bẩn một cách nhanh chóng, SciTechDaily hôm 20/10 đưa tin. Cụ thể, mỗi viên có thể làm sạch một lít nước sông, biến nó thành nước uống chỉ trong một giờ hoặc ít hơn. Nhóm nghiên cứu trình bày các phát hiện của mình trên tạp chí Advanced Materials.
"Viên hydrogel đa năng của chúng tôi có thể tạo nên khác biệt lớn trong việc khắc phục tình trạng khan hiếm nước toàn cầu vì dễ sử dụng, hiệu quả cao và có khả năng mở rộng quy mô để sản xuất hàng loạt", Guihua Yu, phó giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Cơ khí Walker của Trường Kỹ thuật Cockrell thuộc Đại học Texas Austin, giải thích.
Ngày nay, phương pháp chính để làm sạch nước là đun sôi hoặc tiệt trùng. Tuy nhiên, cách này tốn năng lượng, thời gian, công sức và không khả thi với dân cư ở những vùng thiếu tài nguyên cho các quy trình này.
Viên hydrogel tạo ra chất hydro peroxide để vô hiệu hóa vi khuẩn với tỷ lệ hiệu quả hơn 99,999%. Hydro peroxide phối hợp với các hạt than hoạt tính để tấn công những thành phần tế bào thiết yếu của vi khuẩn và phá vỡ quá trình trao đổi chất của chúng. Phương pháp này không cần năng lượng và không tạo ra các sản phẩm phụ độc hại. Người dùng có thể dễ dàng loại bỏ viên hydrogel mà không để lại bã.
Ngoài khả năng tự lọc nước, viên hydrogel còn có thể giúp cải thiện một phương pháp lọc nước đã tồn tại hàng nghìn năm - dùng ánh sáng Mặt Trời để tách nước khỏi những chất ô nhiễm độc hại thông qua quá trình bay hơi. Các hệ thống lọc nước Mặt Trời thường gặp vấn đề "bẩn sinh học" - sự tích tụ các vi sinh vật trên thiết bị dẫn đến hỏng hóc. Hydrogel diệt khuẩn có thể ngăn điều này xảy ra.
"Nghiên cứu sinh Youhong Guo phát hiện ra những viên hydrogel này một cách bất ngờ trong lúc nghiên cứu vấn đề khác, đó là lọc nước bằng ánh sáng Mặt Trời", Keith Johnston, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Hóa học McKetta thuộc Trường Kỹ thuật Cockrell, cho biết.
Nhóm nghiên cứu đang nỗ lực cải tiến các viên hydrogel bằng cách tăng khả năng vô hiệu hóa số lượng mầm bệnh và virus trong nước. Họ cũng đang trong quá trình thương mại hóa một số mẫu thử nghiệm.
Việc tăng quy mô sản xuất viên hydrogel rất đơn giản, nhóm nhà khoa học cho biết. Vật liệu để chế tạo chúng không đắt, quá trình tổng hợp cũng đơn giản và vẫn giữ nguyên ở quy mô lớn. Các chuyên gia cũng có thể dễ dàng kiểm soát hình dạng và kích thước của các viên hydrogel, khiến chúng trở nên linh hoạt cho nhiều mục đích sử dụng khác nhau.
Thu Thảo (Theo SciTechDaily)