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: 2203)
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 Bảy, 30 Tháng Mười Hai 20171:00 CH
Nhóm khủng bố Nhà nước Hồi giáo (IS) tự xưng có hơn 10.000 tay súng trung thành ở Afghanistan và Mátxcơva tin rằng Mỹ có thể đánh giá thấp mối đe dọa của các phần tử này, đặc phái viên của Nga
Thứ Bảy, 30 Tháng Mười Hai 201710:00 SA
Với tính năng nhận diện khuôn mặt mới, người dùng Facebook sẽ biết hình ảnh của mình có xuất hiện tại những trang không mong muốn hay không.
Thứ Bảy, 30 Tháng Mười Hai 20172:30 SA
Để trả lời câu hỏi nêu trong tựa của entry này có lẽ có nhiều cách. Ví dụ, những khiếm khuyết và thiên lệch trong các hệ thống xếp hạng. Để chứng minh n
Thứ Sáu, 29 Tháng Mười Hai 201710:00 CH
Ông muốn gì? Muốn làm cha thiên hạ. Muốn thuộc địa hóa Việt Nam. Muốn đầy tớ hóa dân ta. Thật là buồn cười khi ta gọi ông là đồng chí. Đồng chí với chủ nghĩa dân tộc của ông ấy? Đồng chí để cùng Hán hóa nước ta?
Thứ Sáu, 29 Tháng Mười Hai 20174:00 CH
Dân trong nghề cứ ví von rằng khi bà già trầu cũng chơi stock thì cổ phiếu sẽ sụp đổ. Cái chuyện tiền mã cũng vậy thôi, với tôi thì đó chỉ là tiền hàng mã
Thứ Năm, 28 Tháng Mười Hai 20176:00 CH
Ngày 17/9, ông John Nolan 70 tuổi đang đi trên đường phố London (Anh) thì bỗng nhiên bốc cháy một cách bí ẩn.
Thứ Năm, 28 Tháng Mười Hai 20173:00 SA
Chỉ còn vài ngày nữa năm 2017 sẽ kết thúc, nhưng những câu chuyện đã diễn ra trong năm sẽ còn ghi dấu, nhiều câu chuyện dự báo sẽ tiếp tục là chủ đề nóng trong năm tới. Đại Kỷ Nguyên xin điểm lại 10 câu chuyện nổi bật diễn ra trên thế giới tr
Thứ Năm, 28 Tháng Mười Hai 20172:00 SA
Bộ trưởng Bộ Tư pháp Anh cảnh báo hiện tượng máy điện thoại di động siêu nhỏ có kích thước chỉ bằng ngón tay cái đang được tuồn
Thứ Tư, 27 Tháng Mười Hai 20173:00 CH
2017 là năm của những phát kiến: NASA lần đầu đưa các tên lửa có khả năng tái sử dụng vào hoạt động, các bệnh nhân có thể bắt đầu chữa
Thứ Tư, 27 Tháng Mười Hai 20172:00 CH
Sự phát triển mạnh của trí tuệ nhân tạo giúp tạo ra các robot sát thủ siêu nhỏ, tinh vi và chúng có thể giết chóc tự động mà không cần sự can thiệp của con người.