Công nghệ đột phá tạo nước uống từ không khí

[Romano]

Một nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) vừa công bố thiết bị thu nước từ không khí khô với hiệu suất ấn tượng, sử dụng vật liệu hydrogel mới dạng origami. Thiết bị có kích thước tương đương cửa sổ và có thể tạo ra trung bình 160 ml nước sạch mỗi ngày, hoàn toàn không cần điện hay năng lượng bên ngoài, mở ra triển vọng ứng dụng tại các khu vực sa mạc, hẻo lánh hoặc đang thiếu nước trầm trọng.Biến đổi khí hậu làm gia tăng tình trạng khô hạn ở nhiều khu vực trên thế giới, khả năng tạo nước từ không khí đã được xem là hướng đi tiềm năng. Tuy nhiên, phần lớn công nghệ hiện có đều đòi hỏi độ ẩm không khí tương đối cao (trên 50%) hoặc cần đầu vào năng lượng đáng kể. Thiết bị mới của MIT khắc phục được cả hai điểm yếu đó.

Cấu trúc của thiết bị dựa trên một panel hydrogel có tính chất đặc biệt. Vật liệu này có khả năng hấp thụ hơi nước từ không khí vào ban đêm, khi nhiệt độ thấp và độ ẩm cao hơn, sau đó giải phóng lượng nước đó khi trời nóng lên vào ban ngày. Nhờ thiết kế dạng origami – vốn cho phép mở rộng hoặc co lại linh hoạt – thiết bị tận dụng được sự thay đổi nhiệt độ và độ ẩm môi trường một cách hiệu quả. Trong các thử nghiệm tại Thung lũng Chết (Death Valley, Mỹ), nơi nổi tiếng là khu vực khô nhất Bắc Mỹ, thiết bị vẫn hoạt động ổn định và tạo ra trung bình 160 ml nước mỗi ngày mà không cần bất kỳ nguồn điện nào.

Một trong những ưu điểm vượt trội của công nghệ này là tính tự động hoàn toàn. Thiết bị không yêu cầu bơm, pin hay bảng năng lượng mặt trời. Các giai đoạn hấp thụ và giải phóng nước diễn ra nhờ vào các phản ứng vật lý tự nhiên của vật liệu với môi trường, điều này giúp giảm đáng kể chi phí vận hành và bảo trì. Ngoài ra, nước thu được đã đạt tiêu chuẩn nước uống an toàn, theo xác nhận từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm của nhóm nghiên cứu.

Panel hydrogel có thể được tích hợp vào tường hoặc cửa sổ của nhà ở, nhà tạm, lều dã chiến hoặc khu sơ tán. Nhờ khả năng vận hành tự chủ và bền vững, thiết bị phù hợp để sử dụng tại các khu vực nông thôn hẻo lánh, khu vực đang đối mặt với khủng hoảng nước hoặc trong các tình huống thiên tai khi nguồn nước bị cắt đứt.

Hiện nhóm nghiên cứu đang hướng đến việc mở rộng quy mô sản xuất và tìm đối tác triển khai thực tế. Với thiết kế đơn giản, dễ sản xuất và thân thiện môi trường, panel hydrogel này có thể trở thành một phần quan trọng trong giải pháp đối phó với tình trạng thiếu nước toàn cầu.

Ngoài ứng dụng dân sự, công nghệ này cũng được đánh giá là tiềm năng trong lĩnh vực quốc phòng và cứu trợ nhân đạo. Các trạm biên giới, lực lượng gìn giữ hòa bình hoặc đội cứu hộ khẩn cấp tại vùng sâu vùng xa có thể hưởng lợi trực tiếp từ thiết bị gọn nhẹ, vận hành tự động và tạo nước liên tục ngay cả khi không có hạ tầng năng lượng.