Các kỹ sư tại Đại học Washington ở St. Louis (WUSTL) đã phát triển tấm bọt sinh học gốc graphene có thể được đặt trên các con đập và hồ bị bẩn hay nhiễm mặn để sản xuất nước uống sạch sử dụng năng lượng mặt trời.

Kỹ thuật mới này có thể trở thành phương pháp đơn giản và rẻ tiền giúp cung cấp nước sạch ở các quốc gia có phần lớn lượng nước bị ô nhiễm với các hạt bụi bẩn lơ lửng và các vật chất nổi khác.

tambotsinhhoclamchonuocbancotheuongduoc_G7 TECH

Màng sinh học được tạo ra là một cấu trúc hai tầng gồm hai lớp nano xenlulô được tạo thành bởi vi khuẩn. Lớp dưới chứa xenlulô thuần túy, lớp trên chứa oxit graphene sẽ hấp thụ ánh sáng mặt trời và tạo ra nhiệt. Hệ thống này hoạt động bằng cách hút nước từ bên dưới giống như một miếng bọt biển, sau đó bay hơi ở lớp trên cùng, để lại các hạt bụi lơ lửng hoặc muối. Nước ngọt sau đó ngưng tụ bên trên, có thể được rút ra và sử dụng.

Các nhà khoa học cho biết quá trình này rất đơn giản. Điểm đặc biệt là mạng lưới sợi xenlulô nano được sản xuất bởi vi khuẩn có khả năng di chuyển nước với khối lượng lớn lên bề mặt bay hơi trong khi giảm thiểu lượng nhiệt giảm xuống, và toàn bộ được sản xuất trong một bước.

Mặc dù đây là một cách sử dụng graphene mới, các nhà nghiên cứu lại cho rằng quá trình tạo ra bọt sinh học hai lớp của họ mới thực sự là phần sáng tạo nhất của toàn bộ thí nghiệm. Tương tự như quá trình con trai tạo ra một viên ngọc: một hạt nhân nhỏ liên tục được phủ với các lớp chất lỏng dần dần cứng lại, vi khuẩn sử dụng trong vật liệu mới này tạo ra lớp sợi nano xenlulô có lẫn hạt graphene oxide.

Trong khi nuôi cấy vi khuẩn cho cellulose, các nhà khoa học đã cho thêm hạt graphene oxide vào chính môi trường hình thành vật chất trên. Các oxit graphene sẽ được trộn lẫn vào trong khi vi khuẩn sản xuất cellulose. Tại một thời điểm nhất định trong quy trình, họ dừng lại, bỏ môi trường hình thành vật chất có oxit graphene ra và làm lại môi trường mới. Đây là các bước tạo ra các lớp của bọt sinh học mới.

Các nhà nghiên cứu khẳng định vật liệu mới rất nhẹ, rẻ tiền, và có thể dễ dàng sản xuất với số lượng lớn. Không giống như các hệ thống đặc biệt đơn giản trước đó được thiết kế để lọc nước, bọt sinh học graphene đơn giản chỉ cần đặt trên mặt nước và không cần hệ thống ống hay năng lượng để đưa nước chạy qua để khử trùng.

Hệ thống sản xuất sử dụng để tạo ra bọt sinh học cũng có khả năng tạo ra các vật liệu cấu trúc nano khác có thể tiêu diệt vi khuẩn và làm sạch nước triệt để hơn, cho phép sản xuất nước uống an toàn từ mọi nguồn.

Theo Newatlas