Chỉ cần 20 phút và một mảnh ghép nhỏ, nước bẩn có thể được làm sạch hoàn toàn và uống được ngay

Các nhà khoa học mới đây đã phát triển thành công một thiết bị siêu nhỏ, chỉ bằng một con tem thư, có khả năng diệt sạch đến 99,99% vi khuẩn trong nước chỉ sau khoảng thời gian 20 phút. Phương pháp sử dụng ánh sáng mặt trời tự nhiên chiếu vào cũng có tác dụng tương tự dựa vào cơ chế diệt khuẩn tự nhiên của tia UV, nhưng quá trình chưng cất nước đó phải trải qua ít nhất 48 giờ mới có thể hoàn tất và đảm bảo tác dụng hiệu quả.

Vậy thay vì tốn ngần ấy thời gian, dụng cụ này sẽ ứng dụng một công nghệ mới nhằm tối ưu hóa mức độ quang phổ của mặt trời để cho ra kết quả tốt và nhanh chóng nhất. “Nó trông như một tấm kính đen chữ nhật nhỏ,” lãnh đạo dự án – nhà khoa học Chong Liu từ Đại học Stanford cho biết. “Chỉ cần bỏ nó vào trong nguồn nước và đặt tất cả dưới ảnh mặt trời như bình thường, và mọi công việc còn lại chỉ là chờ thêm một chút thời gian sau đó.”

Thật ra, chính những thành phần có thể nhìn thấy được của bức xạ đến từ mặt trời mới chưa nhiều năng lượng hơn là tia UV – loại tia không nhìn thấy được bằng mắt thường. Con số thống kê về mức năng lượng cho bức xạ nhìn thấy là 50%, trong khi tia UV chỉ có 4%. Những electron từ lớp vỏ ngoài cấu tạo từ molybdenum disulfide (thường được dùng để chế tạo chất bôi trơn trong công nghiệp) sẽ được hấp dẫn và xúc tác bởi ánh sáng mặt trời, từ đó tạo nên các chuỗi phản ứng hóa học trong nước. Hợp chất peroxide hydro và các chất khử trùng khác là kết quả của quá trình trên, loại bỏ sạch những vi khuẩn khỏi môi trường nước.

Cụ thể, nếu nhìn dưới kính hiển vi, chất liệu làm nên thiết bị được tạo thành bởi rất nhiều lớp molybdenum disulfide siêu vi, gắn kết với nhau chặt chẽ theo khuôn mẫu có hình thức như dấu vân tay vậy. "Thật mãn nguyện khi chứng kiến thành quả xứng đáng mà chính tay chúng tôi tạo ra," Liu bộc lộ. "Những bằng chứng này sẽ giúp cho công cuộc giải quyết các vấn đề về sinh hoạt liên quan đến môi trường được triệt để và hiệu quả hơn, nâng cao chất lượng cuộc sống con người."

Cơ chế hoạt động

Ngoài ra, một trong những yếu tố quan trọng làm nên tiềm năng hứa hẹn của công nghệ này trong tương lai là chi phí và giá thành phải chăng cho việc chế tạo ra molybdenum disulfide, cũng như việc tiết kiệm năng lượng dành cho đun nấu, vì quá trình làm sạch nước không yêu cầu phải trải qua việc đun sôi.

Được biết, đầu năm nay, thế giới cũng đã chứng kiến sự thành công của kỹ thuật sử dụng các tấm graphene để thanh lọc nước hay một nguyên liệu sinh học đột phá có khả năng làm ngưng tụ hơi nước từ không khí để cung cấp nước sinh hoạt. Để có thể đạt đến tầm ảnh hưởng và quy mô phát triển như những phương pháp trên, các nhà khoa học tại Stanford vẫn còn nhiều việc phải hoàn thành, vì tính đến nay mới chỉ có 3 mẫu vi khuẩn được thử nghiệm, và hiệu suất thực sự của sản phẩm vẫn chưa được đảm bảo lắm khi đương đầu với các chất ô nhiễm hóa học. Dù sao thì hãy cùng ủng hộ và tin tưởng vào một tương lai không xa, toàn bộ người dân trên thế giới sẽ được sử dụng nguồn nước sạch như nhau, gạt đi những tồn tại còn đang làm khó dễ 650 triệu người thiếu nước trên hành tinh này.

Tham khảo: ScienceAlert