Màng lọc graphene biến nước biển thành nước uống

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 các 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.

Mô tả các bức tường nhựa epoxy ngăn cản màng graphene oxide trương nở trong nước.

Mô tả các bức tường nhựa epoxy ngăn cản màng graphene oxide trương nở trong nước.

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.

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.

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

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".

Duy Ân (tổng hợp)

Các tin khác

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Kỳ I: Pháo đài “Mắt cáo” và “Tam giác vàng” hợp phì

Trong thế giới lượng tử, luật chơi của các điệp viên truyền thống hoàn toàn bị phá sản. Hãy tưởng tượng một bức thư mật được viết bằng các hạt ánh sáng. Chỉ cần một cái nhìn lén lút của mật thám, bức thư sẽ ngay lập tức tự hủy và phát tín hiệu báo động về trung tâm đầu não. Đó không phải là phép thuật, đó là Phân phối khóa lượng tử (QKD) - thứ đang giúp Bắc Kinh xây dựng một hệ thống thông tin liên lạc quốc phòng mà không một siêu máy tính nào của phương Tây có thể giải mã.

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Lần theo những “mắt xích tử thần”

Ma túy đá hay các chất ảo giác, muốn đưa vào cơ thể, người nghiện ngập luôn cần đến những “dụng cụ trung gian” - đó là những chiếc nỏ thủy tinh uốn lượn, những chiếc bình khò tinh vi. Lâu nay, dư luận thường chỉ chú ý đến các đường dây mua bán ma túy mà ít ai biết rằng, phía sau dòng chảy đen tối đó là một thị trường ngầm cung cấp “đồ chơi” cho việc sử dụng ma túy vô cùng béo bở. Những kẻ núp bóng sản xuất, cung cấp các vật dụng này đang trở thành nguồn tiếp tay cho làn sóng tội phạm ma túy biến tướng.

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

UAV Ukraine đã xuyên thủng phòng không của Moscow như thế nào?

Hàng trăm UAV Ukraine tấn công Moscow đã khiến hệ thống phòng không Nga rơi vào tình thế quá tải. Đằng sau đó là một hệ sinh thái UAV tấn công tầm xa đang được Kiev phát triển, với chi phí thấp hơn tên lửa hành trình nhưng đủ sức buộc Moscow phải phân tán, tiêu hao và liên tục điều chỉnh năng lực phòng thủ.

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Công nghệ “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện giấc mơ làm cha

Đi khám phát hiện không có tinh trùng (vô tinh) người đàn ông bật khóc ngay khi bước ra cửa phòng khám. Anh nghĩ rằng cuộc đời mình không thể có con được nữa. Thất vọng, hoang mang khiến anh sợ làm lỡ duyên của vợ. Trước đây, y học đã nghiên cứu và tìm ra phương pháp nuôi cấy tinh tử thành tinh trùng, mang lại hy vọng có con cho những người đàn ông vô tinh. Nhưng hiện nay, nhờ sự tiến bộ của y học, công nghệ đã “biến” những ông bố “vô tinh” thực hiện được giấc mơ làm cha bằng mổ vi phẫu tinh hoàn tìm tinh trùng.

Đại tá Ngô Thuận Lăng, Trưởng Phòng Cảnh sát kinh tế Công an TP Hồ Chí Minh chia sẻ về vụ án.

Điều gì đẩy người trẻ vào vòng lao lý?

Những cuộc gọi, những buổi tư vấn trong vụ án "hợp đồng kỳ nghỉ" không chỉ khiến hàng nghìn người mất tiền mà còn đẩy nhiều nhân viên telesale ngoài 20 tuổi vướng vào vòng lao lý. Đằng sau những bản án là áp lực kiếm tiền, sự thiếu định hướng và những ranh giới pháp lý, đạo đức bị xóa nhòa, khiến không ít người trẻ trở thành mắt xích trong các đường dây lừa đảo.

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Chợ tương tác ảo và hệ lụy khôn lường

Phía sau những tài khoản viral (mức độ nổi tiếng) tạo sóng gây bão trên mạng xã hội, là đội quân đếm like, câu view thời vụ. Ít ai ngờ, chợ like “ảo” và view “ma” này đã tiếp tay cho những chiêu trò lừa đảo tinh vi của tội phạm trên không gian mạng...

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Cảm biến lượng tử truy tìm tín hiệu vô tuyến

Giữa môi trường tác chiến điện từ ngày càng phức tạp, nơi hàng trăm nguồn phát tín hiệu có thể xuất hiện đồng thời trên chiến trường, quân đội Mỹ đang tìm kiếm những công cụ mới để nâng cao năng lực nhận thức tình huống. Trong nỗ lực đó, các nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Lục quân Mỹ (ARL) vừa trình diễn một cảm biến lượng tử thế hệ mới có khả năng xác định hướng của trường điện từ tần số vô tuyến trong không gian ba chiều.

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

UAV cải tiến có thể tự “săn mồi” trong vùng gây nhiễu

Chiến trường tương lai có thể không còn được quyết định bởi số lượng UAV, mà bởi khả năng chúng tiếp tục chiến đấu khi bị "làm mù" và "cắt đứt liên lạc". Một công bố mới từ Trung Quốc về thuật toán AI HG-STR đang thu hút sự chú ý của giới quân sự khi tuyên bố giúp bầy UAV tự phối hợp truy tìm mục tiêu trong môi trường tác chiến điện tử phức tạp.

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Bóng đen sau cánh cửa 37 quốc gia

Tháng 2/2026, khi Palo Alto Networks công bố báo cáo về một chiến dịch gián điệp mạng quy mô toàn cầu, Pete Renals, Giám đốc Chương trình An ninh quốc gia của Unit 42, đã dùng một so sánh rất nặng. Ông nói với Recorded Future News rằng đây có thể là vụ xâm phạm hạ tầng chính phủ toàn cầu nghiêm trọng nhất do một nhóm được nhà nước hậu thuẫn thực hiện kể từ SolarWinds. So sánh ấy không ồn ào. Nhưng ai từng theo dõi SolarWinds năm 2020 đều hiểu nó nặng đến mức nào.

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU sẽ gia nhập “mặt trận” chip AI

EU dự kiến tham gia sáng kiến chip AI do Mỹ khởi xướng, đánh dấu bước dịch chuyển đáng chú ý trong nỗ lực của phương Tây nhằm kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ chiến lược và kiềm chế tham vọng công nghệ của Trung Quốc.

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Gián rít Madagascar - trinh sát toàn năng trong tương lai?

Công nghệ điện tử - tự động hóa và trí tuệ nhân tạo phát triển, nhiều sản phẩm viễn tưởng bước ra khỏi phim ảnh để vào đời thực. Tiên phong có gián rít Madagascar “côn trùng người máy” đầu tiên của các nhà khoa học Đức.

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Số phận của chiếc MQ1-Predator

Nhiệm vụ chính của máy bay không người lái MQ-1 Predator là ngăn chặn và tiến hành trinh sát vũ trang chống lại mục tiêu quan trọng, dễ bị phá hủy. Khi không thực hiện nhiệm vụ chính, MQ-1 sẽ cung cấp hoạt động trinh sát, giám sát và xác định mục tiêu để hỗ trợ chỉ huy Lực lượng Liên hợp.

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Thế giới không thể lơ là trước cuộc chiến chống Ebola

Một “con bệnh” từ những cánh rừng châu Phi lại trỗi dậy, gióng lên hồi chuông cảnh báo về sự mong manh của an ninh y tế toàn cầu. Virus Ebola, với tỷ lệ tử vong cao và khả năng gieo rắc nỗi kinh hoàng đang bùng phát trở lại. Một cuộc chiến mới với ngành y tế thế giới lại bắt đầu.

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Nhân tố con người trong kỷ nguyên AI quân sự

Xu hướng đưa trí tuệ nhân tạo (AI) vào lĩnh vực quân sự ngày càng tăng, nhưng cơ chế quản lý vẫn chưa rõ ràng. Dù mang lại nhiều lợi ích cho ngành tình báo và hậu cần, việc quá phóng đại năng lực AI dễ đẩy cao căng thẳng toàn cầu và gây ra những sai sót hệ thống. Trước thực trạng đó, bà Jacquelyn Schneider, Giám đốc Sáng kiến Mô phỏng Chiến tranh và Khủng hoảng tại Viện Hoover (Đại học Stanford), nhận định rằng kiểm soát an toàn từ khâu phát triển và nâng cao tư duy phản biện cho quân nhân là giải pháp cốt lõi.