Các kỹ sư tại Mỹ vừa phát minh ra một công nghệ lọc nước biển mới với hiệu suất đột phá. Phương pháp này có tác dụng lọc nước mặn cao hơn màng graphene tới 70%, mở ra hy vọng giải quyết triệt để cuộc khủng hoảng nước ngọt trong tương lai.
Mục lục bài viết
Thách thức từ tài nguyên nước trên Trái Đất
“Trái Đất là một hành tinh đầy nước, nhưng lại có rất ít nước uống được”, giáo sư Narayana Aluru từ Đại học Illinois cho biết. Ông nhấn mạnh rằng nếu tìm ra phương pháp khử mặn giá rẻ, thế giới sẽ thoát khỏi bóng ma thiếu nước.
Vật liệu MoS2 – Bước tiến vượt bậc so với Graphene
Theo Sciencealert, công nghệ lọc nước biển mới này sử dụng vật liệu molybdenum disulphide (MoS2). Đây là một màng mỏng độ dày nanomet với các lỗ siêu nhỏ gọi là nanopores.
So với các phương pháp cũ, MoS2 sở hữu những ưu điểm vượt trội:
✔️ Hiệu suất cực cao: Khả năng lọc mặn tốt nhất trong các màng nano hiện nay, vượt xa Graphene 70%.
✔️ Tiết kiệm năng lượng: Do màng mỏng hơn 1.000 lần so với màng nhựa thông thường, nước biển đi qua dễ dàng mà không cần áp suất quá lớn.
✔️ Chống tắc nghẽn: Cấu trúc nano giúp giảm chi phí bảo trì và vận hành hệ thống.
Nguyên lý hoạt động thông minh của màng MoS2
Điểm đặc biệt nằm ở cấu tạo phân tử của MoS2. Nguyên tử Molybdenum (Mo) ở trung tâm có tính hút nước, trong khi Lưu huỳnh (S) lại đẩy nước theo cùng hướng. Sự kết hợp này đẩy tốc độ dòng nước đi qua các lỗ nanopore lên mức tối đa.
Tác giả nghiên cứu, Mohammad Heiranian, chia sẻ: “Chúng tôi không cần chức năng hóa các lỗ nanopore như với Graphene – một quá trình cực kỳ phức tạp. MoS2 tự bản thân nó đã sở hữu tính chất hóa học lý tưởng cho việc lọc nước.”
Hướng tới sản xuất quy mô công nghiệp
Hiện tại, nhóm nghiên cứu đang phối hợp với các hãng sản xuất để đưa công nghệ lọc nước biển mới này vào đời sống. Với khả năng sản xuất hàng loạt, đây sẽ là vũ khí quan trọng để con người đối đầu với tình trạng biến đổi khí hậu.
Nghiên cứu chi tiết đã được công bố trên tạp chí danh tiếng Nature Communications.
