Công nghệ mới biến nước biển mặn mòi thành nước ngọt rẻ mà hiệu quả

Trong khi nước biển bao phủ hơn 70% bề mặt Trái Đất, nước ngọt ngày càng trở nên khan hiếm. Khử mặn trong nước biển là một trong những giải pháp cần thiết để giải quyết tình trạng này. Tuy nhiên, các công nghệ hiện có để tách muối khỏi nước biển rất tốn kém và cần nhiều thời gian bảo trì.

Vì vậy, các nhà khoa học tại Đại học Khoa học và Công nghệ Nam Kinh, Trung Quốc, đã tạo ra loại màng lọc có độ bền cao và tiết kiệm chi phí, có tác dụng khử mặn, giúp cho nhiều người dân trên toàn cầu được sử dụng nước sạch và an toàn hơn. Kết quả nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science.

Thẩm thấu ngược, hệ thống lọc nước bằng cách đẩy nước qua màng bán thấm rất mịn, được sử dụng ngày càng nhiều để cung cấp nước uống sạch và an toàn cho nhiều khu vực trên thế giới. Màng lọc phổ biến được làm từ polyamit, loại polymer thấm nước có khả năng loại bỏ muối hiệu quả. Tuy nhiên, các màng này rất mỏng và dễ bị dính "vết bẩn sinh học" khi màng sinh học vi khuẩn phát triển trên bề mặt và ngăn nước di chuyển qua màng lọc.

Để ngăn chặn hiện tượng màng lọc bị bám bẩn sinh học, clo đã được sử dụng, nhưng chất này có thể làm hỏng màng polyamit. Vì thế, ngành công nghiệp đã áp dụng rộng rãi một loạt các bước tiền xử lý tốn kém.

Với thiết kế vật liệu cải tiến, các nhà nghiên cứu Trung Quốc đã tạo ra loại màng thẩm thấu ngược không chỉ khử muối trong nước mà còn có khả năng chống clo cũng như chống bám bẩn. Thay vì dựa vào polyamit để phát triển các màng này, các nhà nghiên cứu đã sử dụng polyester.

Việc lựa chọn vật liệu rất quan trọng, vì màng polyester cho phép thấm nước rất mạnh nên đã loại bỏ natri clorua và boron ở mức cao, đồng thời loại bỏ hoàn toàn clo. Bề mặt siêu mịn, tiêu tốn ít năng lượng của màng lọc mới cũng vượt trội hơn màng polyamit trong việc ngăn ngừa cặn bám và cặn khoáng.

Bên cạnh đó, nhóm nghiên cứu đã thiết kế các màng này để ngành công nghiệp có thể dễ dàng sử dụng.

"Quy trình chế tạo màng polyester tương tự như màng polyamit hiện đại, vì vậy có thể điều chỉnh các dây chuyền sản xuất công nghiệp hiện có để tăng quy mô sản xuất một cách nhanh chóng", Elimelech, Giáo sư kỹ thuật hóa học và môi trường, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

GS. Trương Tuyền, một trong số tác giả, cho biết rằng sau khi tối ưu hóa thiết kế, màng polyester có thể hoạt động tốt hơn màng polyamit hiện có ở độ chọn lọc giữa nước và muối, làm giảm đáng kể các bước tiền xử lý trong quá trình khử muối.

Minh Đức (Theo Vinalab, Báo Tin Tức)