Bộ lọc nước sợi và ống nano sử dụng năng lượng mặt trời làm sạch nước nhiễm bẩn

Đối phó với tình trạng thiếu nước sạch, nhóm nhà khoa học do GS László Forró dẫn đầu tại Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ Lausanne (EPFL) phát triển một bộ lọc lọc nước, kết hợp dây nano titanium dioxide (TiO 2 ) và ống nano carbon, sử dụng nguồn năng lượng từ ánh sáng mặt trời.

Các nhà khoa học đã chứng minh được, các dây nano TiO 2 có thể làm sạch nước hiệu quả khi có tác động của ánh sáng mặt trời. Đan xen các dây nano này với các ống nano carbon tạo thành vật liệu tổng hợp bổ sung thêm một lớp thanh trùng nước, tiêu diệt các mầm bệnh của con người như vi khuẩn và virus.

Bộ lọc nước phức hợp xúc tác quang dựa trên dây nano TiO ₂  và ống nano cacbon. Ảnh EPFL.

Hợp tác chặt chẽ với các nhà hóa học, vật lý và sinh học, nhóm nghiên cứu phát triển một thiết bị lọc nước hiệu quả, chỉ sử dụng nguồn năng lượng ánh sáng mặt trời.

Quá trình lọc và khử trùng của thiết bị lọc nước. Ảnh trái là các vi sinh vật gây ô nhiễm nước uống bị giữ lại trên bề mặt bộ lọc composite ống nano carbon. Ảnh phải minh họa cách ánh sáng UV tạo ra các loại gốc oxy hoạt tính trên bề mặt bộ lọc. Ảnh: Horváth et al.

Khi tia cực tím (UV) từ quang phổ nhìn thấy được của ánh sáng mặt trời chiếu vào bộ lọc, sẽ tạo ra một nhóm phân tử Các gốc oxy hóa hoạt tính (ROS), nhóm này bao gồm hydrogen peroxide (H2O2 ), hydroxide (OH) và oxy (O2 -) là những chất diệt mầm bệnh hiệu quả.

Nhóm nghiên cứu đã thử nghiệm thành công thiết bị với vi khuẩn E. Coli (vi khuẩn tiêu chuẩn cho các nghiên cứu). Theo các nhà khoa học, thiết bị có thể tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh khác như Campylobacter Jejuni (mầm bệnh gây tiêu chảy phổ biến ở các nước phát triển), Giardia Lamblia (vi sinh vật gây nhiễm trùng đường ruột giardiasis), Salmonella , Cryptosporidium (gây tiêu chảy cryptosporidiosis), vi rút viêm gan A và Legionella Pneumophila (gây bệnh Legionnaires).

Thiết bị này đặc biệt hiệu quả loại bỏ tất cả các mầm bệnh khỏi nước và có kết quả đầy hứa hẹn khi sử dụng để loại bỏ các chất ô nhiễm vi lượng, như thuốc trừ sâu, dư lượng thuốc, mỹ phẩm.

Nguyên mẫu có thể cung cấp nước uống sạch ngay cả ở những nơi xa xôi cho những nhóm dân cư nhỏ và dễ dàng mở rộng quy mô sản xuât. Phát minh này còn có một “sản phẩm phụ” quan trọng là thu hút được một số lượng lớn lớp trẻ năng động, quan tâm đến những vấn đề môi trường và sự phát triển bền vững.

Trong báo cáo khoa học, được xuất bản trên tạp chí Nước sạch của đối tác Nature , các nhà nghiên cứu giới thiệu một nguyên mẫu bộ lọc, đưa ra những định hướng để hoàn thiện sản phẩm và thị trường hóa. Nhóm nghiên cứu tin tưởng nguyên mẫu sẽ trở thành một thiết bị lọc nước hiệu quả, giá thành phù hợp với các vùng dân cư xa xôi, nghèo và chậm phát triển.