Viên hydrogel có thể làm sạch một lít nước sông trong một giờ, nhóm cho biết

Một nhóm tại Đại học Texas ở Austin đã tạo ra một viên hydrogel mà họ cho rằng có thể nhanh chóng làm sạch nước bị ô nhiễm. Một viên thuốc có thể khử trùng một lít nước sông và có thể uống được trong vòng một giờ hoặc ít hơn.

Theo một số ước tính, có tới một phần ba dân số thế giới không được tiếp cận với nước uống sạch và một nửa dân số có thể sống ở những khu vực căng thẳng về nước vào năm 2025. Tìm ra giải pháp cho vấn đề này có thể cứu và cải thiện cuộc sống cho mọi người. hàng triệu người và đó là ưu tiên hàng đầu của các nhà khoa học và kỹ sư trên toàn cầu.

Guihua Yu, phó giáo sư tại Khoa Cơ khí Walker của Trường Kỹ thuật Cockrell, cho biết: “Hydrogel đa chức năng của chúng tôi có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong việc giảm thiểu tình trạng khan hiếm nước trên toàn cầu vì nó dễ sử dụng, hiệu quả cao và có khả năng mở rộng để sản xuất hàng loạt”. và Viện Vật liệu Texas.

Yu và nhóm của ông gần đây đã công bố phát hiện của họ trên tạp chí Vật liệu tiên tiến.

Ngày nay, cách chính để lọc nước là đun sôi hoặc thanh trùng. Nhưng điều đó tiêu tốn năng lượng, cộng thêm rất nhiều thời gian và công sức. Điều đó không thực tế đối với những người ở nhiều nơi trên thế giới không có nguồn lực cho các quy trình này.

Các hydrogel đặc biệt tạo ra hydrogen peroxide để vô hiệu hóa vi khuẩn với hiệu suất được công bố là hơn 99.999%. Hydro peroxide hoạt động với các hạt than hoạt tính để tấn công các thành phần tế bào thiết yếu của vi khuẩn và phá vỡ quá trình trao đổi chất của chúng.

Quá trình này không yêu cầu năng lượng đầu vào và không tạo ra các sản phẩm phụ có hại. Hydrogel có thể dễ dàng được loại bỏ và không để lại bất kỳ dư lượng nào.

Ngoài khả năng tự lọc nước, hydrogel còn có thể cải tiến một quy trình đã tồn tại hàng nghìn năm - chưng cất bằng năng lượng mặt trời, sử dụng ánh sáng mặt trời để tách nước khỏi các chất gây ô nhiễm có hại thông qua quá trình bay hơi.

Hệ thống chưng cất bằng năng lượng mặt trời thường gặp phải vấn đề bám bẩn sinh học, sự tích tụ vi sinh vật trên thiết bị khiến thiết bị gặp trục trặc. Hydrogel diệt vi khuẩn có thể ngăn chặn điều này xảy ra.

Keith Johnston, giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Hóa học McKetta, người đồng chủ trì dự án, cho biết: “Một sinh viên tốt nghiệp hết sức cảnh giác, Youhong Guo, đã bất ngờ phát hiện ra những hydrogel này khi đang làm một việc khác, đó là lọc nước bằng ánh sáng mặt trời”.

Nhóm nghiên cứu đang nỗ lực cải thiện hydrogel bằng cách tăng các loại mầm bệnh và vi rút khác nhau trong nước mà chúng có thể vô hiệu hóa. Và nhóm cũng đang trong quá trình thương mại hóa một số nguyên mẫu.

Các nhà nghiên cứu cho biết việc mở rộng quy mô hydrogel sẽ rất đơn giản. Vật liệu để chế tạo chúng không tốn kém và quá trình tổng hợp cũng đơn giản và vẫn giữ nguyên như vậy ở quy mô lớn. Và họ có thể dễ dàng kiểm soát hình dạng và kích thước của hydrogel, khiến chúng linh hoạt cho các mục đích sử dụng khác nhau.

Youhong Guo, một sinh viên tốt nghiệp trong phòng thí nghiệm của Yu, là tác giả đầu tiên của bài báo. Các sinh viên tốt nghiệp Christopher Dundas từ kỹ thuật hóa học và Xingyi Zhou từ kỹ thuật cơ khí cũng là thành viên của nhóm. Nghiên cứu được hỗ trợ bởi các khoản tài trợ từ Viện Năng lượng tại UT Austin và Quỹ Dreyfus.

Nguồn: https://envirotecmagazine.com/2021/10/26/hydrogel-tablet-can-purify-a-liter-of-river-water-in-an-hour-says-group/