Một thiết bị nguyên mẫu mới, được phát triển tại Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST), Vuơng quốc Ả Rập Sauđi có thể hấp thụ nước và sau đó thoát nước theo yêu cầu. Đó là một phát minh vô giá đối với những người sống ở các vùng sa mạc khô cằn, nơi khan hiếm nước.
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Môi trường.
Chìa khóa cho thiết bị là một hydrogel đặc biệt dựa trên muối canxi clorua. Nó có thể cho thấy không thể chống lại nước, nhưng thường biến thành một chất lỏng mặn vì nó hấp thụ hơi. Tuy nhiên, nhờ vào sự đổi mới của các kỹ sư, ở đây hỗn hợp hydrogel giữ toàn bộ mọi thứ ở dạng rắn cho đến khi nước là cần thiết.
Hydrogel được đổ. Ảnh: KAUST
"Các yếu tố đáng chú ý nhất của hydrogel là hiệu suất cao và chi phí thấp", Renyuan Li - một tác giả trong nhóm nghiên cứu cho biết.
Với ước tính 13 nghìn tỷ tấn hơi nước trong khí quyển, có thể thu hoạch một số lượng nước để giữ đủ nước sẽ là một bước đột phá lớn, đặc biệt là cho hàng trăm triệu người không có nguồn nước phù hợp. Đây là vấn đề lớn thu hút sự quan tâm của các nhóm nghiên cứu.
Và mặc dù canxi clorua đã được xem xét trước đây, nó là thứ khiến việc lưu trữ nước khó khăn. Ở đây, nhóm nghiên cứu đã giúp giải quyết vấn đề bằng cách chuyển đổi muối thành một polyme để định hình cho đến khi nó bị nung nóng; ngoài ra, ống nano các-bon sẽ giúp giải thoát nước.
Ý tưởng là thiết bị có thể lấy nước từ không khí qua đêm, sau đó giải phóng nước khi đun nóng trong ngày.
Nguyên mẫu thử nghiệm của các nhà nghiên cứu hoạt động gồm: 35 gram (1,23 ounce) của hydrogel đã có thể nắm giữ 37 gram (1,31 ounce) nước trong một đêm với độ ẩm tương đối khoảng 60%.
Ngày hôm sau, 2,5 giờ nắng đủ để giải phóng 20 gram (0,71 ounce) nước, được thu thập trong thiết bị sẵn sàng để uống. Các nhà nghiên cứu cho biết hydrogel sau đó đã sẵn sàng để sử dụng một lần nữa.
Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa hài lòng vì họ mong muốn điều chỉnh thiết kế sao cho nước được giải phóng liên tục.
Những thiết bị tiết kiệm năng lượng này nhận được nhiều sự cạnh tranh.
Đầu năm nay, các đội đến từ Mỹ đã công bố một thiết bị sử dụng kim loại được chế tạo đặc biệt để giữ nước - đây là một phát minh khác không cần nguồn năng lượng riêng biệt để hoạt động.
Một nhóm các nhà khoa học khác đã tạo ra một vật liệu tổng hợp lấy cảm hứng từ bọ cánh cứng sa mạc Namib, cũng cho thấy cam kết là một cách ngưng tụ và thu giữ nước ở dạng lỏng từ không khí khi cần thiết.
Với tất cả những sáng kiến này, thách thức là đưa chúng từ mẫu thử nghiệm vào sản phẩm thương mại, nhưng thiết bị dựa trên hydrogel mới này đang đánh dấu rất nhiều khung cần thiết.
"Các loại máy phát điện nước trong khí quyển rẻ và giá cả phải chăng, hoạt động hoàn hảo với hàng loạt các độ ẩm, không cần điện, và do đó đặc biệt thích hợp cho sản xuất nước sạch ở vùng sâu vùng xa”, các nhà nghiên cứu viết.
