Công nghệ lọc nước biển thành nước ngọt

Theo Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), gần 850 triệu người trên toàn cầu thiếu cơ hội sử dụng nước uống an toàn đồng thời tình trạng hạn hán cũng gia tăng do biến đổi khí hậu. Thế nhưng, có nghịch lý không tin nổi là con người có lẽ vẫn còn hoang phí quá nhiều nguồn tài nguyên thiên nhiên thiết yếu.

Tại các quốc gia đang phát triển  đến 80% lượng nước bị thất thoát do bị rò rỉ đường ống dẫn nước - theo đánh giá từ Công ty tư vấn môi trường Đức GIZ đặt trụ sở tại thành phố Eschborn nước này. Thậm chí tại một số vùng ở Mỹ, 50% lượng nước bị rò rỉ do cơ sở hạ tầng quá cũ kỹ.

Thế giới đối phó với nguy cơ cạn kiệt nước trong tương lai

Cape Town ở Nam Phi nổi tiếng là điểm đến du lịch hấp dẫn vì nơi đây có Table Mountain (Núi Phẳng), chim cánh cụt châu Phi, nắng đẹp và biển. Thế nhưng, Cape Town cũng nổi tiếng là thành phố lớn đầu tiên trên thế giới sẽ cạn kiệt nước trong tương lai gần. Cuộc khủng hoảng thiếu nước bùng phát do lượng mưa cực thấp kéo dài suốt 3 năm kèm theo là lượng nước tiêu thụ gia tăng do dân số tăng dần.

Các nhà khoa học đang thử nghiệm màng lọc graphene oxide.
Các nhà khoa học đang thử nghiệm màng lọc graphene oxide.

Chính quyền địa phương đang ráo riết giải quyết tình huống với các dự án xây dựng nhà máy biến nước biển thành nước uống được, thu thập nước ngầm cũng như các chương trình xử lý tái chế nước. Cùng khi đó, thành phố có khoảng 4 triệu dân này đang gấp rút tích trữ nước và quy định sử dụng không hơn 87 lít nước một ngày.

Giải pháp thay thế bằng công nghệ lọc nước biển

Theo đánh giá từ Liên Hiệp Quốc, vào năm 2025 có đến 14% dân số thế giới đối mặt với nguy cơ thiếu nước ngọt. Do tác động của biến đổi khí hậu mà nguồn cung nước ngọt tại khu vực thành thị bị giảm sút đáng kể.

Hiện nay, các quốc gia phát triển giàu có đang nỗ lực đầu tư nghiên cứu mọi công nghệ có ích để khử muối nước biển. Các nhà máy khử muối hiện có trên toàn thế giới hiện nay sử dụng các màng lọc bằng polymer.

Một nhóm nhà khoa học Anh cho biết đã tạo thành công màng lọc dựa trên vật liệu graphene có khả năng đẩy muối ra khỏi nước biển. Thành quả khoa học mới hứa hẹn giúp cho hàng triệu người có cơ hội tiếp cận với nước uống sạch. Kết quả nghiên cứu của nhóm nhà khoa học Đại học Manchester (Anh) dưới sự lãnh đạo của tiến sĩ Rahul Nair được đăng tải trên tạp chí Nature Nanotechnology cho thấy một số thách thức đã được giải quyết khi sử dụng một dẫn xuất hóa học từ graphene gọi là graphene oxide.

Được nghiên cứu phát triển bởi nhóm nhà khoa học Đại học Manchester (Anh) năm 2004, graphene bao gồm một lớp đơn các nguyên tử carbon sắp xếp thành mạng lục giác như kiểu tổ ong. Với một số tính năng đặc biệt (như là sức bền kéo và khả năng dẫn điện) graphene được đánh giá là một trong những vật liệu hứa hẹn nhất cho nhiều ứng dụng trong tương lai.

Tuy nhiên, việc sản xuất với số lượng lớn graphene lớp đơn bằng những phương pháp hiện có (như là kỹ thuật bay hơi lắng đọng hóa học - CVD) là một trở ngại đáng kể. Cụ thể là, các tiền chất hóa học được hóa hơi ở nhiệt độ cao để từ đó lắng đọng và phản ứng trên bề mặt một vật liệu tạo thành lớp màng mỏng graphene.

Trong khi đó, theo tiến sĩ Rahul Nair, "graphene oxide có thể được sản xuất bằng kỹ thuật oxy hóa đơn giản trong phòng thí nghiệm" và nói về giá thành vật liệu thì graphene oxide có lợi thế hơn graphne lớp đơn.

Tiến sĩ giải thích về sự bất lợi của graphene lớp đơn: "Để cho nó có tính thẩm thấu, chúng ta phải khoan nhiều lỗ nhỏ trên lớp màng. Nhưng, nếu kích thước lỗ khoan lớn hơn 1 nanometre thì phân tử muối có thể chui qua được. Do đó, kích thước lỗ khoan phải nhỏ hơn 1 nanometre mới có thể khử muối từ nước biển. Thách thức nằm ở chỗ đó".

Các màng graphene oxide đã chứng minh được khả năng lọc được hạt nano nhỏ, phân tử hữu cơ và thậm chí những hạt muối to. Nhưng cho đến nay loại màng này vẫn chưa thể sử dụng để lọc muối kích thước nhỏ từ nước biển. Nguyên do là màng graphene oxide bị phình to ra khi được nhấn chìm trong nước và cho phép phân tử muối nhỏ lọt qua cùng với nước bọc bên ngoài.

Hiện nay, nhóm nhà khoa học của tiến sĩ Nair tạo ra những bức tường ngăn cách bằng nhựa epoxy ở hai bên màng graphene oxide đủ để ngăn cản nó trương nở và từ đó các ống mao dẫn nhỏ bé của màng graphen oxide có thể ngăn chặn phân tử muối kích thước nhỏ lọt qua cùng với nước.

Tiến sĩ Nair giải thích: "Các phân tử nước có thể thẩm thấu qua màng lọc graphene oxide song sodium chloride thì không thể - bởi vì muốn lọt qua màng thì chúng luôn luôn cần đến sự trợ giúp của phân tử nước. Kích thước của lớp vỏ nước bao bọc quanh hạt muối to hơn kích thước lỗ màng lọc". Đó là lý do mà màng lọc graphene kết hợp với bức tường nhựa epoxy hết sức lý tưởng để khử muối biến nước biển thành nước ngọt uống được thậm chí giúp cho tiến trình lọc diễn ra nhanh hơn.

Tiến sĩ Nair bình luận về màng lọc graphene oxide: "Lần đầu tiên chúng ta kiểm soát được màng lọc một cách hiệu quả để khử muối - một điều mà trước đây không thể. Bước kế tiếp sẽ là so sánh loại màng lọc này với vật liệu tiên tiến nhất có trên thị trường".

Trong bài viết trên tạp chí Nature Nanotechnology, giáo sư Ram Devanathan từ Viện Thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương ở Richland (Mỹ) nhận định điều cần thiết là màng lọc graphene oxide này phải được sản xuất hàng loạt với giá thành rẻ.

Theo Devanathan, các nhà khoa học cũng cần chứng minh về tính bền vững của màng lọc graphene oxide khi tiếp xúc trực tiếp và kéo dài với môi trường nước biển bảo đảm rằng màng lọc chịu đựng được việc bị làm "tắc nghẽn" bởi muối và vật liệu sinh học (đòi hỏi các bức tường nhựa epoxy phải được vệ sinh hay thay thế định kỳ). Giáo sư Devanathan viết: "Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một thiết bị lọc nước biển hay nước thải cho ra nước ngọt sử dụng được mà vẫn tiết kiệm được năng lượng một cách hiệu quả".

Diên San (tổng hợp)

Các tin khác

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Lỗ hổng trong quản lý dữ liệu quan trắc môi trường

Hệ thống quan trắc môi trường tự động là trụ cột quan trọng của quản trị môi trường, cung cấp dữ liệu phục vụ giám sát và bảo vệ sức khỏe cộng đồng. Tuy nhiên liên tiếp thời gian qua, nhiều vụ việc dữ liệu quan trắc môi trường bị can thiệp, thao túng, không chỉ đặt ra trách nhiệm của các bộ, ngành, cá nhân có liên quan, mà còn đặt ra câu hỏi về doanh nghiệp được hưởng lợi, cơ chế quản lý dữ liệu và khả năng truy đến cùng chuỗi hành vi nếu có sự móc nối giữa các bên.

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Đừng để hình ảnh "đại ca" trở thành hình mẫu cho người trẻ

Từng hai lần lĩnh án tù, Nguyễn Văn Dũng tiếp tục xuất hiện trong các phim ngắn với vai “đại ca” giang hồ. Trong vụ án liên quan kênh YouTube “Đời TV”, lời khai của những người tham gia cho thấy Dũng được mời đóng phim vì có lượng người theo dõi, có thể giúp kênh tăng lượt xem.

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Công an TP Đồng Nai: Bình yên từ thế trận lòng dân

Là một trong những nơi tập trung nhiều khu, cụm công nghiệp ở phía Nam, thu hút hàng triệu người từ khắp nơi đổ về làm công nhân và lao động tự do nên TP Đồng Nai luôn là địa bàn mà các đối tượng tội phạm, đặc biệt là trộm cắp, cướp giật chọn làm nơi gây án. Đối tượng mà chúng nhắm đến thường là công nhân. Không để tình trạng này tiếp diễn, Ban Giám đốc Công an TP Đồng Nai đã chỉ đạo Phòng Cảnh sát hình sự và Công an các xã, phường tăng cường nắm tình hình địa bàn, phối hợp tuần tra khép kín để kịp thời đấu tranh, triệt phá.

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.