Phát minh thiết bị lọc nước và dự trữ nước từ cây hoa hồng: Thiết bị lấy nước thông qua một đường ống được thiết kế như thân cây hoa hồng, rồi sau đó đẩy lượng nước này lên đỉnh bông hoa. Nó cũng có thể thu được nước mưa. Khi nước ở trên bề mặt cánh hoa được phủ loại polymer đặc biệt sẽ bốc hơi và các tạp chất, trong đó có cả các chất độc hại sẽ được tách ra khỏi nước trước khi nước ngưng tụ và lưu trữ trong những cánh hoa hồng.
Mục Lục
Phát minh thiết bị lọc nước và dự trữ nước từ cây hoa hồng
Mới đây các nhà khoa học Mỹ đã phát minh thiết bị có thể lọc sạch và dự trữ nước lấy cảm hứng từ hình dáng và cấu trúc của cây hoa hồng, đáp ứng được tiêu chuẩn cao nhất của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) về nguồn nước sạch.
Cảm hứng khoa học từ cây hoa hồng
Thiết bị mới được chế tạo bởi Phó Giáo sư Gonglei (Emma) Fan, thuộc Khoa Kỹ thuật cơ khí của trường Cao đẳng Kỹ thuật Cockrell, cùng với nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Texas ở Austin (Mỹ), có thể lọc sạch được nước bẩn, đồng thời lưu trữ nguồn nước sạch đó lại. Trong quá trình nghiên cứu chế tạo ra thiết bị lọc nước này, Phó Giáo sư Fan cùng với các cộng sự đã thử rất nhiều cách khác nhau để tạo ra được nhiều nước sạch nhất. Nhóm nghiên cứu đã tạo hình cây và bông hoa hồng bằng cách sử dụng giấy lọc màu đen được phủ một lớp polymer đặc biệt gọi là polypyrrole – một vật liệu có tính chất quang nhiệt, dễ dàng chuyển đổi ánh sáng Mặt trời sang địa nhiệt để nhanh bốc hơi.
Ý tưởng nghiên cứu chế tạo một thiết bị lọc nước được Phó Giáo sư Fan ấp ủ ngay từ lúc cô còn học phổ thông khi đọc một cuốn sách mang tên “The Balck Tulip” của tác giả Alexander. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu xếp các lớp giấy lên nhau theo hình tròn, rồi để chúng dưới ánh nắng tự nhiên của Mặt trời. Từ các tờ giấy chưa được xếp chồng lên nhau, các nhà khoa học nhận thấy lượng nước thu được không được nhiều như mong muốn. Và sau nhiều lần thử nghiệm với nhiều kiểu khác nhau, các nhà khoa học Mỹ đã xếp thành hình như bông hoa hồng, bởi cấu trúc của loài hoa hồng cho phép nhiều ánh sáng Mặt trời chiếu trực tiếp vào vật liệu quang nhiệt hơn so với các loại vật liệu khác.
Bông hoa hồng được xếp theo kiểu origami 3D để giúp cho cấu trúc bông hoa này có thể thu được lượng nước nhiều hơn và khả năng lưu trữ cũng nhiều hơn. Thiết bị lấy nước thông qua một đường ống được thiết kế như thân cây hoa hồng, rồi sau đó đẩy lượng nước này lên đỉnh bông hoa. Nó cũng có thể thu được nước mưa. Khi nước ở trên bề mặt cánh hoa được phủ loại polymer đặc biệt sẽ bốc hơi và các tạp chất, trong đó có cả các chất độc hại sẽ được tách ra khỏi nước trước khi nước ngưng tụ và lưu trữ trong những cánh hoa hồng.
An toàn, tiện lợi và kinh tế
“Chúng tôi đã thiết kế thành công thiết bị thu thập nước thông qua hệ thống ống hút được tích hợp hệ thống bơm áp suất thấp để ngưng tụ nước được hiệu quả hơn. Cuối cùng, một chiếc bình thủy tinh nhỏ gọn được thiết kế chắc chắn, an toàn để lưu trữ nước sạch. Thiết bị lọc nước này có thể loại bỏ được các chất độc hại như kim loại nặng, vi khuẩn gây bệnh, khử và lọc muối từ nước biển, tạo ra nguồn nước siêu sạch, đáp ứng được tiêu chuẩn về nước uống do WHO quy định. Đây có thể được cho là thiết kế đầu tiên của chúng tôi liên quan đến việc chế tạo thiết bị lọc nước từ vật liệu quang nhiệt”, Tiến sĩ Weigu Li, thành viên nhóm nghiên cứu chia sẻ.
Với chi phí thấp, chỉ khoảng 2 cents (500 đồng), thiết bị của các nhà khoa học Mỹ đã có thể truyền cảm hứng cho các nhà khoa học khác phát triển những mô hình hay hơn nữa về khả năng hấp thụ năng lượng Mặt trời đối với sản xuất và cung cấp nguồn nước sạch cho cộng đồng. Thiết bị này đã mê hoặc không ít nhà khoa học bởi với một thiết bị quá rẻ tiền mà nó lại có thể sản xuất được hơn 5 gallon nước mỗi giờ/m2. Hy vọng, trong tương lai không xa, các nhà khoa học sẽ hoàn thiện thiết bị để đưa nguồn nước sạch đi khắp trên thế giới, những nơi mà người dân đang thiếu thốn và khó khăn trong việc tiếp cận với nguồn nước sạch, an toàn.
