Nữ sinh 17 tuổi thắng giải 150.000 USD với phương pháp có thể giúp 1,2 triệu người dùng nước sạch

Sau khi chiết xuất ra một loại gel mang tên “Alginate” từ tảo biển, Brown đã trộn chúng với nhôm và magie, sau đó vo thành các viên tròn và đặt bên trong những chiếc cặp tóc; tất cả được giữ cố định bằng một tấm bọt biển.

Với phát minh này, cô gái 17 tuổi đã nghĩ ra cách để loại bỏ hợp chất phốt pho gây ô nhiễm tại những dòng suối địa phương. Sáng kiến đã giúp cô chiến thắng giải thưởng Global Good và nhận được 150.000 USD tiền học phí cho khóa học tìm kiếm tài năng khoa học của Intel (STS) vào năm nay.

Chiến thắng đã giúp nữ sinh 17 tuổi này giành được giải thưởng 150.000 USD

“Đó quả thật là một trải nghiệm thú vị”, Brown chia sẻ với Tech Insider về chiến thắng của cô. “Tôi muốn nói rằng đó là tuần tuyệt vời nhất trong cuộc đời tôi”.

Tầm ảnh hưởng của thiết kế của Brown có thể vượt xa hơn quy mô của một vài dòng suối. Khoảng 1.2 triệu người trên thế giới đang sống thiếu nước sạch. Ở những quốc gia kém phát triển, các bệnh tật liên quan đến nguồn nước bẩn rất phổ biến bao gồm viêm gan, tiêu chảy cấp, sốt và các bệnh về giun sán.

Thiết kế mang đến giải thưởng cho Brown nhằm giải quyết quá trình mang tính triệt tiêu có tên là “quá trình phì dưỡng”. Theo đó, các dưỡng chất (trong trường hợp của Brown là phốt pho) từ vật chất hữu cơ như lá cây, cỏ khô tích tụ và làm ô nhiễm hệ sinh thái sau những trận bão. Việc tích lũy quá nhiều các chất dinh dưỡng dẫn đến lượng tảo mọc ồ ạt trong các dòng suối.

Qua thời gian, số lượng tảo dư thừa sẽ hút hết chất oxy cần thiết. Khi đó, các loài thực vật và động vật trong môi trường sông suối sẽ không có đủ lượng oxi để duy trì sự sống. Nó cũng có thể sản sinh ra chất độc gây hại cho con người khi sử dụng nguồn nước. Cuối cùng, toàn bộ các loài cá và thực vật có thể chết vì lượng dưỡng chất quá nhiều gây “chết ngạt” cho dòng suối.

Loại gel được chiết xuất từ tảo biển

Để kiểm tra thiết bị của mình, Brown đã đo lường lượng phốt pho mà phát minh của cô có thể giữ lại khi dòng nước suối chảy qua. Trong khoảng một ngày, cô thực hành nhiều thí nghiệm với lượng phốt pho khác nhau. Chất gel trong tảo biển sẽ hấp thụ các dưỡng chất như phốt pho và giúp lọc sạch nước. Cuối cùng, cô sử dụng một máy đo quang phổ để đánh giá sự thành công của phát minh.

Sau khi thí nghiệm kéo dài 7 tháng kết thúc, Brown khám phá ra rằng thiết bị mà cô sáng chế ra- được đặt tên là “scaffold”, có thể hấp thụ 127mg phốt pho trên 1 gam scaffold với chi phí nguyên vật liệu chưa đầy 3 USD.

“Điều đó có nghĩa là mỗi gram scaffold có thể lọc sách 254 lít nước ô nhiễm với nồng độ 0.5mg phốt pho/lít nước”. Brown chia sẻ.

Thiết bị lọc nước đơn giản với chi phí thấp

Hơn nữa, hợp chất scaffold thì cực kì rẻ, nhẹ và là một công cụ hữu ích để chiết xuất phốt pho từ nguồn nước bị ô nhiễm.

Một triển vọng khác với thiết bị của Brown là hợp chất scaffold này có thể bị phân hủy bởi vi khuẩn. Sau khi lọc sạch nguồn nước, bạn có thể đem chôn những viên scaffold dưới lòng đất. Một thời gian sau đó, phốt pho sẽ phân hủy giúp đất và cây trồng tươi tốt.

Thiết bị này có hai vai trò quan trọng: nó hoạt động như một máy lọc nước và giúp cho đất đai trở nên màu mỡ với dưỡng chất phốt pho.

Với khóa học tại STS, Brown hy vọng sẽ tiếp tục công việc nghiên cứu tại trường đại học. Cô đã được chấp nhận vào các trường Standford, Caltech, Harvard, MIT, Columbia và Yale. Có lẽ, Brown cần thêm thời gian để quyết định môi trường học phù hợp cho mình.

Thí nghiệm tiếp theo của cô sẽ giúp loại bỏ khuẩn E. coli từ nước. Thiết bị sử dụng lần này có cơ chế hoạt động tương tự như phát minh giúp cô giành chiến thắng giải thưởng 150.000 USD.