Chế tạo thành công màng lọc loại bỏ muối khỏi nước biển để chuyển thành nước uống

Màng lọc graphene oxide do các nhà khoa học tại Đại học Manchester, Anh chế tạo ra có khả năng loại bỏ muối khỏi nước biển để chuyển thành nước uống với hiệu quả cao.

• Thiết bị loại bỏ 99,999% vi khuẩn trong nước bẩn chỉ trong 20 phút
• Khám phá quy trình biến nước thải thành bia ở Mỹ

Giáo sư Rahul Nair, người dẫn dắt đội ngũ các nhà khoa học thực hiện dự án này cho biết, Graphene oxide được tạo ra nhờ quá trình oxy hóa đơn giản trong phòng thí nghiệm. Họ đã phủ graphene oxide lên một chất nền hoặc vật liệu xốp và sử dụng nó như một lớp màng. So với graphene thông thường, graphene oxide có nhiều tiềm năng ứng dụng cũng như chi phí vật liệu rẻ hơn.

Màng lọc graphene oxide có khả năng loại bỏ muối khỏi nước biển. (Ảnh: Đại học Manchester.)

Với màng lọc graphene thường, nhà sản xuất thực hiện một công việc rất khó khăn là phải khoan các lỗ nhỏ trên màng với kích thước nhỏ hơn một nanomet để phân tử muối không thể di chuyển qua do các nguyên tử carbon được sắp xếp trong mạng lưới hình lục giác. Với phương pháp này rất khó để sản xuất số lượng lớn graphene đơn lớp và việc sản xuất graphene cũng khá tốn kém.

Màng graphene oxide đã được chứng minh có khả năng lọc tốt các hạt có kích cỡ nanomet, phân tử hữu cơ và muối kích thước lớn. Nhưng khi chìm trong nước, màng graphene oxide phình to ra khiến các phân tử muối nhỏ chảy qua lỗ trên màng lọc cùng với nước nên không thể lọc chúng ra được.

Cấu trúc của graphene-oxide.

Để khắc phục vấn đề này, Nair và cộng đã ngăn chặn sự giãn nở của màng graphene oxide bằng cách đặt vách ngăn làm bằng nhựa epoxy ở hai bên lớp màng. Nhờ đó, họ có thể điều chỉnh tính chất của màng lọc, cho phép ít muối hoặc ngăn cản muối có kích thước nhỏ đi qua.

Theo dự tính của Liên Hợp Quốc, đến năm 2025, 14% dân số thế giới gặp phải tình trạng khan hiếm nước do biến đổi khí hậu.

Hiện nay, công nghệ khử muối với các màng lọc làm bằng polyme đang được rất nhiều quốc gia trên thế giới sử dụng nhưng quá trình lọc này vừa tốn kém lại không hiệu quả. Màng lọc graphene oxide với hiệu quả cao sẽ là một sự thay thế nhanh chóng, gọn nhẹ, rẻ hơn giúp chúng ta giải quyết được nạn khan hiếm nước sạch.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ so sánh những tấm graphene oxide này với các vật liệu hiện tại trên thị trường.

Nghiên cứu trên đã được đăng tải trên tạp chí Nature Nanotechnology.