Thiết bị lọc nước lấy cảm hứng từ cây hoa hồng

Lớp giấy lọc được phủ một loại polymer đặc biệt làm tăng khả năng bốc hơi nước, tạo ra nguồn nước đạt tiêu chuẩn của WHO.

Một thiết bị lọc nước mới được chế tạo bởi Phó giáo sư Donglei (Emma) Fan, Khoa Kỹ thuật cơ khí của trường cao đẳng Kỹ thuật Cockrell và nhóm nghiên thuộc đại học Texas tại Austin có thể dự trữ và lọc sạch nước, lấy cảm hứng từ hình dáng và cấu trúc của cây hoa hồng. Thiết bị có ưu điểm chi phí giá thành thấp và khả năng lọc 4,5 galon nước mỗi giờ trên một m2. Phương pháp này tận dụng năng lượng mặt trời để tách muối và các tạp chất khác từ nước qua quá trình bốc hơi.

Thiết bị lọc nước lấy cảm hứng từ hình dáng cây hoa hồng. Ảnh: UT news

Ông Fan cho biết: “Chúng tôi đang tối ưu hóa việc áp dụng kỹ thuật hấp thụ năng lượng mặt trời bằng cách sử dụng giấy lọc phủ một lớp polymer đặc biệt được gọi là polypyrrole” (polypyrrole có tính chất quang nhiệt, dễ dàng chuyển đổi từ 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.

Trong một bài báo trên tạp chí khoa học Advanced Materials cho biết nhóm nghiên cứu đã dùng những lớp giấy lọc xếp thành hình cánh hoa được nối với một ống xử lý nguồn nước, cấu trúc đơn giản dễ xử lý giúp đem lại lượng nước lọc nhiều nhất có thể. Cấu trúc của những lớp than giấy cho phép ánh sáng mặt trời tác động trực tiếp vào chất liệu quang nhiệt từ bên trong và cung cấp bề mặt đủ rộng để chứa lượng nước bốc hơi.

Thiết bị lọc nước này có thể loại bỏ các chất độc hại từ kim loại nặng hoặc vi khuẩn, lọc muối từ nước biển, tạo ra nguồn nước sạch đáp ứng tiêu chuẩn nước uống do Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) đưa ra.

Theo UT News