Thiết bị lọc nước sử dụng ánh sáng mặt trời

Các nhà khoa học tại Đại học Princeton đã phát triển một loại bộ lọc đặc biệt có khả năng hút nước từ ao, hồ và tạo ra nước sạch chỉ nhờ ánh nắng mặt trời.

Thiết bị này có cấu tạo giống như một miếng bọt biển. Theo thông tin từ nhóm nghiên cứu, phương pháp truyền thống để lọc nước bằng năng lượng mặt trời thường dựa vào việc làm nóng nước bẩn để hơi nước bay lên rồi ngưng tụ lại thành nước sạch. Tuy nhiên, cách làm này khá tốn thời gian và hiệu quả chưa cao.

Nhằm khắc phục hạn chế đó, giáo sư Rodney Priestly cùng nghiên cứu sinh Xiaohui Xu và cộng sự đã phát triển một loại bộ lọc mới, được công bố trên tạp chí Advanced Materials. Thiết bị có cấu trúc gồm nhiều lớp vật liệu đặc biệt giúp quá trình lọc nước diễn ra nhanh và hiệu quả hơn.

Phần lõi của bộ lọc là một lớp gel polymer có cấu trúc dạng lưới siêu nhỏ. Bao quanh lớp gel này là một lớp polydopamine có màu sẫm, bên ngoài cùng là lớp alginate – một hợp chất chiết xuất từ tảo biển. Sự kết hợp này giúp bộ lọc vừa hấp thụ nước hiệu quả vừa đảm bảo khả năng lọc tạp chất.

Khi thả bộ lọc nổi trên mặt nước mát, cấu trúc gel bên trong sẽ giãn nở, cho phép nước đi qua các lỗ nhỏ và được giữ lại bên trong. Các lỗ này đủ nhỏ để ngăn vi khuẩn và tạp chất xâm nhập.

Khi bộ lọc được đưa ra khỏi nước và đặt dưới ánh nắng, lớp polydopamine hấp thụ nhiệt khiến gel co lại, ép phần nước sạch đã tích trữ chảy ra ngoài và được thu gom.

Trong quá trình thử nghiệm, nhóm nghiên cứu đặt bộ lọc vào hồ Carnegie ở nhiệt độ khoảng 25°C trong một giờ, sau đó đem phơi nắng thêm một giờ. Khi nhiệt độ tăng lên khoảng 33°C, thiết bị bắt đầu giải phóng nước đã hấp thụ. Kết quả kiểm tra cho thấy lượng nước thu được hoàn toàn sạch, không chứa độc tố hay vi khuẩn gây hại.

Công nghệ này mở ra tiềm năng lớn trong việc cung cấp nước sạch tại những khu vực thiếu nước hoặc không có hệ thống lọc nước hiện đại, đặc biệt ở những nơi có nhiều ánh nắng mặt trời.