Viên hydrogel mới xử lý nước ô nhiễm

Theo ước tính, khoảng một phần ba dân số thế giới không được sử dụng nước sạch và một nửa dân số sẽ sinh sống tại các khu vực bị thiếu nước vào năm 2025. Tìm giải pháp cho vấn đề này có thể giúp cứu vãn và cải thiện cuộc sống cho hàng triệu người. Đây là ưu tiên hàng đầu của các nhà khoa học và kỹ sư trên toàn cầu.

Các nhà khoa học và kỹ sư tại trường Đại học Texas ở Austin, Hoa Kỳ đã tạo ra viên hydrogel, có thể nhanh chóng làm sạch nước ô nhiễm. Thời gian xử lý 1 lít nước sông ô nhiễm chỉ mất khoảng 1 giờ.

"Hydrogel đa chức năng có thể tạo sự khác biệt lớn trong việc giảm thiểu tình trạng khan hiếm nước trên toàn cầu vì dễ sử dụng, mang lại hiệu quả cao và có khả năng mở rộng để sản xuất hàng loạt", PGS. Guihua Yu, đồng tác giả nghiên cứu nói.

Hiện nay, phương pháp xử lý nước chủ yếu là đun sôi hoặc thanh trùng. Tuy nhiên, phương pháp này cần sử dụng năng lượng, mất thời gian và cần nhiều lao động. Như vậy, sẽ không thực tế đối với những người dân ở nhiều nơi trên thế giới không có nguồn lực cho các quy trình này.

Hydrogel đặc biệt tạo ra hydro peroxit để vô hiệu hóa vi khuẩn với tỷ lệ hiệu quả hơn 99,999%. Hydro peroxit hoạt động cùng với các hạt than hoạt tính để tấn công các thành phần tế bào thiết yếu của vi khuẩn và phá vỡ quá trình trao đổi chất của chúng. Quá trình này không cần đến năng lượng đầu vào và không tạo ra các sản phẩm phụ có hại. Hydrogel có thể dễ dàng được loại bỏ và không tồn dư.

Ngoài xử lý nước, hydrogel cũng có thể cải thiện quy trình chưng cất bằng năng lượng mặt trời đã tồn tại hàng nghìn năm, sử dụng ánh nắng mặt trời để tách nước khỏi các chất ô nhiễm có hại thông qua quá trình bay hơi.

Hệ thống chưng cất bằng năng lượng mặt trời thường gặp phải các vấn đề về sự tích tụ của vi sinh vật, khiến thiết bị hoạt động không hiệu quả. Hydrogel diệt khuẩn có thể ngăn chặn tình trạng này.

Các nhà khoa học đang nghiên cứu để cải thiện hydrogel bằng cách tăng số lượng nhiều loại mầm bệnh và vi rút trong nước, có thể bị hydrogel vô hiệu hóa. Nhóm nghiên cứu cũng đang trong quá trình thương mại hóa một số nguyên mẫu.

Các nhà nghiên cứu cho biết việc mở rộng quy mô sản xuất hydrogel sẽ rất đơn giản. Nguyên liệu sản xuất không đắt. Quá trình tổng hợp rất đơn giản và vẫn duy trì như vậy trên quy mô lớn. Hơn nữa, việc dễ dàng kiểm soát hình dạng và kích thước của hydrogel, làm tăng tính linh hoạt cho các mục đích sử dụng khác nhau.

N.P.D (NASATI), theo https://phys.org/news/2021-10-hydrogel-tablet-purify-liter-river.html, 5/10/2021