Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai

Thứ Hai, 17 Tháng Chín 20187:00 CH(Xem: 2207)
Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai
photo1536006171034-15360061710351025944458

Với công nghệ vật liệu và chế tạo mới, thiết bị thu hoạch nước này có thể tạo ra đến 38 lít nước mỗi giờ, ngay cả ở những khu vực khô cằn nhất.

Một nhóm các nhà khoa học tại Đại học Akron ở Ohio đang nghiên cứu để giải quyết một trong những vấn đề cấp bách nhất mà con người phải đối mặt trong tương lai: tiếp cận và sử dụng nước sạch.

Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đang phát triển một nguyên mẫu máy thu hoạch nước, về cơ bản có thể sản xuất ra 10 gallons (gần 38 lít) nước uống mỗi giờ từ không khí loãng.

"Mọi người đều sẽ được sử dụng nước sạch," Tiến sĩ Josh Wong, giáo sư kỹ thuật cơ khí tại Đại học Akron cho biết. "Chứ không chỉ 0,1%."

Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai - Ảnh 1.

Khái niệm được tiến sĩ Wong – một chuyên gia về polymer – đề cập ở đây là một nguyên mẫu thu hoạch nước từ không khí, có giá thành rẻ và sử dụng hiệu quả trong những khu vực khan hiếm nước.

Nguồn cảm hứng từ lịch sử và sinh vật

Lượng nước bay hơi trong không khí thường được xem như độ ẩm. Ở các khu vực nhiệt đới thường có độ ẩm tương đối cao, có thể dễ dàng thu hoạch nước nhờ vào các thiết bị như lưới bắt sương (fog catcher) để biến hơi nước thành nước uống được.

Tuy nhiên, theo ông Wong, tại các nơi khô cằn như California hay dãy Andes, những thiết bị thu hoạch nước này trở nên kém hiệu quả. Và cho dù các quốc gia như Israel đang thử nghiệm việc khử muối trong nước biển, ông Wong cho rằng quá trình này quá đắt đỏ để có thể triển khai trên quy mô lớn, đặc biệt với nạn thiếu hụt nước đang trở nên ngày càng gay gắt ở những khu vực nghèo khi thế giới ấm lên do hậu quả của biến đổi khí hậu.

Để phát triển một máy thu hoạch nước, nhóm đã lấy cảm hứng từ cả sinh vật học và lịch sử. "Không khí là một trong những nguồn nước dồi dào nhất mà chúng ta có. Hãy nhìn vào dự báo thời tiết tại khu vực của bạn hoặc cơn bão đang tấn công vào Hawaii." Ông Wong cho biết. "Chúng ta vẫn chưa hoàn toàn khai thác được nó."

Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai - Ảnh 2.

Những người phụ nữ gánh nước thu được từ các hố cát ở Somalia.

Ông Wong chỉ ra rằng, các cộng đồng bản xứ ở dãy núi Andes – vốn là các hoang mạc trên cao với lượng mưa hàng năm rất ít ỏi – đã sử dụng các kỹ thuật để thu giữ nước trong không khí từ hàng thế kỷ nay. Trong lịch sử, những cộng đồng này đã thu thập sương đọng lại trong các hố trên hoang mạc. Vào buổi sáng, họ sẽ thu thập sương và dẫn nó vào trong các bình chứa lớn, và biến chúng thành nguồn nước sạch cho họ.

Loài bọ cánh cứng Namib Desert cũng là một nguồn cảm hứng khác cho các nhà nghiên cứu. Những con bọ hung này, vốn sống ở những hoang mạc khô cằn nhất trên Trái Đất, có cơ thể thích nghi với việc thu thập nước. Để uống nước, chúng chỉ việc leo lên điểm cao nhất – ví dụ, như một đụn cát – và hướng bụng của chúng về phía ngọn gió.

Gió thổi vào từ đại dương sẽ mang theo nhiều hạt nước, và ngưng tụ lại trên cơ thể chúng. Trên cơ thể chúng có những rãnh đặc biệt để dẫn nước ngưng tụ vào miệng của chúng.

Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai - Ảnh 3.

Bắt những hạt nước ở cấp độ nano

Wong và nhóm của mình đã cố gắng tạo ra "phiên bản thu nhỏ" cho quá trình thu hoạch nước trong không khí bằng cách sử dụng các sợi polymer sản xuất theo quy trình electrospinning (quay điện hóa).

Electrospinning là kỹ thuật kéo sợi từ dung dịch polymer hoặc polymer nóng chảy bằng lực tĩnh điện. Kỹ thuật này cho phép tạo ra các sợi polymer siêu mảnh, với bề ngang chỉ từ vài chục nanomet, nghĩa là một diện tích bề mặt khổng lồ có thể thu gọn lại trong một không gian rất nhỏ.

Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai - Ảnh 4.

Quá trình sản xuất sợi polymer bằng Electrospinning.

Điều đó biến các sợi polymer kích thước nano này thành một công cụ vô cùng hiệu quả trong việc thu thập nước, đặc biệt trong các môi trường khô cằn. Không chỉ vậy, thiết bị chạy bằng pin Lithium-Ion này, còn có khả năng lọc nước, bởi vì bề mặt của vật liệu sẽ loại bỏ được bất kỳ vi trùng hay vi khuẩn nào xuất hiện trong hơi nước.

Để minh họa cho ví dụ của mình, Wong cho biết, cũng tương tự như việc đeo kính chống nắng giữa cái nắng mùa hè vậy. Khi bạn đang ở ngoài trời trong một ngày mùa hè nóng ẩm và bước vào trong phòng điều hòa, kính mắt của bạn sẽ giống như phủ một lớp sương mù vậy. Lớp sương đó cũng có thể thu thập ở kích thước nano.

Thiết bị sản xuất 38 lít nước sạch trong 1 giờ từ không khí loãng sẽ là cứu cánh cho loài người trong tương lai - Ảnh 5.

Trong khi các nhà nghiên cứu khác cũng đang làm việc để phát triển những thiết bị thu thập nước, ông Wong cho rằng ý tưởng của mình sẽ nhỏ hơn và rẻ hơn, và vì vậy dễ mở rộng hơn so với các nguyên mẫu thiết bị thu thập nước khác vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu. Nó có thể có dạng như một chiếc balo, hoặc thậm chí được đặt trên một con tàu có đường ray, để di chuyển từ nơi thu thập nước và mang tới cho các cộng đồng dân cư.

Ông Wong đã trình bày phát kiến của mình tại cuộc họp của hội Hóa học Mỹ (American Chemical Society) vào đầu tuần trước, và nhóm của ông đang tìm nguồn vốn để phát triển một nguyên mẫu hoạt động được cho dự án.

"Nhiều người sẽ phải chịu cảnh thiếu nước trên toàn thế giới trong những năm tới," Wong cho biết. "Chúng tôi đang hy vọng mình có thể giải quyết vấn đề này."

Tham khảo Business Inside

Gửi ý kiến của bạn
Tên của bạn
Email của bạn
Thứ Năm, 11 Tháng Giêng 20184:00 SA
Quyền lực của nhánh tư pháp trong việc hạ bệ các đạo luật và các hành động hành pháp được coi là vi hiến có từ năm 1803.
Thứ Năm, 11 Tháng Giêng 20182:30 SA
Một năm trước đây, tôi đã dự đoán là khía cạnh đặc biệt nhất của năm 2017 sẽ là tình trạng bất trắc, nó được thúc đẩy bởi cuộc bầu cử của Donald Trump
Thứ Năm, 11 Tháng Giêng 20181:00 SA
Trạm vũ trụ Thiên Cung 1 (Tiangong-1) đã mất kiểm soát trong nhiều tháng qua và được dự báo sẽ rơi xuống Trái Đất vào đầu năm 2018
Thứ Tư, 10 Tháng Giêng 20183:00 CH
Không khó để chỉ ra rằng một số đảng chính trị đáng kính trọng nhất của thế giới dân chủ có thể đang đối mặt với các cao trào khủng hoảng.Cái chết của các đảng chính trị
Thứ Tư, 10 Tháng Giêng 20182:00 SA
Các nhà bình luận, chủ yếu không phải là người Saudi, đã bình luận ồn ào khi bà Michelle Obama, đệ nhất phu nhân của nước Mỹ, có mặt tại Saudi Arabia v
Thứ Tư, 10 Tháng Giêng 20181:00 SA
Những đám đông xô đẩy lẫn nhau, những người lính hành quân dọc theo đại lộ lạnh giá, tiếng hò hét của người dân: Đó là tất cả những gì Ayn Rand đã chứng kiến
Thứ Ba, 09 Tháng Giêng 20182:00 CH
Các nhà khoa học tại Anh dùng tế bào da để tạo ra tinh trùng và trứng, một thành tựu có thể dẫn tới cuộc cách mạng trong điều trị vô sinh.
Thứ Ba, 09 Tháng Giêng 201811:59 SA
Starlite, tạm dịch là đá sao, là một thứ vật liệu vượt trên tầm hiểu biết của chúng ta, vì đến giờ ta vẫn không thể hiểu tại sao nó lại có khả năng kỳ
Thứ Ba, 09 Tháng Giêng 20189:00 SA
Khoản đầu tư mới nhất của Trung Quốc cho một “cảng” ở Kazakhstan là động thái gây nhiều tò mò khi vùng biển gần nhất nó cũng ở cách hơn 1.600 dặm (2.574 km).
Thứ Hai, 08 Tháng Giêng 201811:00 SA
Nhật Bản có rất nhiều cái để Trung Quốc học, trong đó thái độ học tập của họ là cái đặc biệt đáng học.