Nhà nghiên cứu Laichang Zhang từ Đại học Edith Cowan của Úc là người dẫn đầu phát triển một vật liệu mới hút tạp chất từ nước thải (Ảnh: Đại học Edith Cowan)

Cụ thể, ngành công nghiệp khai mỏ là lĩnh vực chúng ta thấy các nhà khoa học đang tìm cách cải thiện thông qua các công nghệ xử lí nước thế hệ tiếp theo. Hoạt động khai mỏ tạo ra lượng nước thải ngậm axit và các kim loại nặng trong khi sản xuất vải sợi dẫn tới nước bị nhiễm đầy thuốc nhuộm. Các bộ lọc được làm từ sợi thạch anh, vi robot có thể tái sử dụng và hạt nano kích hoạt bằng mặt trời là một vài công nghệ mới mà có thể xuất hiện để xử lí vấn đề.

Nhưng các nhà khoa học tại Đại học Edith Cowan của Úc vừa có một giải pháp mới mà họ cho là có thể làm sạch nước thải với cấp độ hiệu suất mới. Đột phá tập trung vào một phương pháp chế tạo mà trước đây được nhóm sử dụng để phát triển thủy tinh kim loại với một cấu trúc phân tử lộn xộn có thể loại bỏ tạp chất ra khỏi nước thải.

Kỹ thuật này đã được điều chỉnh để tạo thành cái mà họ gọi là dải dựa trên Fe tinh thể hóa vốn được đốt nóng theo một cách cụ thể để hình thành một cấu trúc nguyên tử có trật tự hơn. Điều này cho phép các electron bên trong nó di chuyển một cách tự do hơn và liên kết tốt hơn với chất ô nhiễm.

“Bằng cách sử dụng một phương pháp xử lí cụ thể, thủy tinh kim loại bắt đầu trở thành một cấu trúc tinh thể và có hạt được tạo ra ở bên trong. Các hạt được tạo ra trong các dải dựa trên Fe tinh thể hóa này có xu hướng hình thành rất nhiều cell pin bên trong vật liệu do hiệu điện thế vốn tạo điều kiện dễ dàng cho việc truyền electron bên trong các hạt và khắp bề mặt hạt”, nhà nghiên cứu dẫn đầu Laichang Zhang giải thích.

“Vận chuyển electron nhanh thường là thứ chúng ta mong muốn trong xử lí nước thải. Vận chuyển electron nhanh từ vật liệu của chúng tôi tới chất ô nhiễm dẫn tới chuyển đổi hiệu quả chất ô nhiễm thành các chất vô hại như H2O, CO2… Nghĩa là electron truyền đi càng nhanh thì hiệu suất loại bỏ chất ô nhiễm càng cao”, ông cho biết thêm.

Theo thử nghiệm của nhóm, vật liệu đủ hiệu quả để lọc nước bị nhiễm thuốc nhuộm, kim loại nặng và các chất ô nhiễm hữu cơ trong vòng ít phút, nhanh hơn nhiều so với các phương pháp hiện có. Nhóm cũng cho hay phương pháp này cũng không tạo ra chất thải trong suốt quá trình đó và cùng một vật liệu có thể được sử dụng lại đến 5 lần trong thử nghiệm. Đáng chúng ý là lượng hợp kim đủ để làm sạch một tấn nước thải có thể tạo ra với chi phí khoảng 10 USD.

Từ đây, nhóm đang làm việc với các đối tác công nghiệp để hạ giá thành hơn nữa và nâng cao hiệu suất của vật liệu mà có thể đạt được bằng cách điều chỉnh kích cỡ hạt. Xem video trình diễn khả năng lọc nước của vật liệu tại đây.

LH - Dostdongnai, theo New Atlas.