Làm sạch nước ô nhiễm bằng thảm nano chạy năng lượng mặt trời

Bằng cách kết hợp gel hóa học mềm với công nghệ điện kéo sợi, nhóm nghiên cứu tạo ra các dải siêu mỏng từ titanium dioxide (TiO₂) – một hợp chất thường thấy trong pin mặt trời và công nghệ tự làm sạch.

Tuy nhiên, TiO₂ truyền thống chỉ hấp thụ tia cực tím (UV), chiếm một phần rất nhỏ trong quang phổ ánh sáng mặt trời, khiến hiệu suất lọc thấp. Để khắc phục hạn chế này, các nhà khoa học bổ sung đồng vào TiO₂, giúp vật liệu hấp thụ ánh sáng hiệu quả hơn.

Kết quả, công nghệ mới tạo ra thảm nano có khả năng phân hủy chất ô nhiễm trong nước và không khí, đồng thời sản sinh năng lượng hiệu quả hơn so với pin mặt trời truyền thống.

“Những tấm thảm nano này có thể hoạt động như một máy phát điện hoặc một công cụ lọc nước,” Giáo sư Pelagia-Iren Gouma, Trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ. “Dù sử dụng theo cách nào, chúng cũng đạt hiệu suất xúc tác cao nhất từ trước đến nay.”

Không chỉ hiệu quả, công nghệ này còn thân thiện với môi trường. Các tấm thảm nano rất nhẹ, có thể tái sử dụng và dễ dàng loại bỏ khỏi nguồn nước sau khi làm sạch. Đặc biệt, không giống nhiều phương pháp lọc nước khác, chúng không tạo ra sản phẩm phụ độc hại, giúp bảo vệ môi trường một cách tối ưu. “Đây là một vật liệu an toàn, không gây hại và sạch nhất có thể,” Gouma nhấn mạnh.

Hiện nhóm nghiên cứu đang tiếp tục tối ưu hóa vật liệu nhằm nâng cao hiệu suất và mở rộng quy mô ứng dụng. Với tiềm năng to lớn, công nghệ này có thể trở thành một trong những giải pháp quan trọng giúp giải quyết cuộc khủng hoảng nước sạch trên toàn cầu.

Theo báo cáo của Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ (ETH Zurich) công bố vào tháng 8/2024, hơn một nửa dân số thế giới – khoảng 4,4 tỷ người – không được tiếp cận với nước uống an toàn. Con số này cao gấp đôi so với ước tính của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) vào năm 2022, khi tổ chức này báo cáo khoảng 2,2 tỷ người thiếu nước sạch. Thực trạng cho thấy nhu cầu cấp thiết về những giải pháp bền vững, hiệu quả nhằm đảm bảo nguồn nước sạch cho tất cả mọi người.