Mỹ phát triển màng lọc hydrogel để tái sử dụng nước

18/02/2020, 15:09

TNNN - Nước sạch nguồn tài nguyên sống còn toàn cầu, cần thiết cho đời sống hàng ngày của con người và các quy trình công nghiệp. Nguồn cung cấp nước ngọt đang bị đe dọa nghiêm trọng do ô nhiễm gia tăng từ chất thải công nghiệp và tác động của xã hội đô thị hiện đại. Cơ sở hạ tầng cung cấp nước quá cũ đến người dùng gây nhiễm bẩn nguồn nước sạch.

Trong các chất gây ô nhiễm tiềm ẩn có các ion kim loại nặng như chì, thủy ngân, cadmium và đồng, gây độc hại cho sức khỏe con người. Loại bỏ những chất ô nhiễm độc hại từ nước là một quá trình rất tốn kém. Một nghiên cứu gần đây cho thấy các hydrogel chi phí rẻ, có thể in 3D có khả năng loại bỏ hiệu quả các chất ô nhiễm kim loại độc hại.

Bằng cách trộn chitosan, một loại polysacarit có nguồn gốc từ chitin với Pluoronic F-127 (DAP) hai acrylate (muối acrylic), có thể in 3D thành các hình dạng tùy theo yêu cầu sử dụng, các nhà khoa học đã điều chế các màng hydrogel và thử nghiệm khả năng loại bỏ những chất kim loại gây ô nhiễm.

Khả năng in 3D hydrogel là một yếu tố quan trọng. Sử dụng những vật liệu có chi phí hợp lý sẽ cho phép dùng phương pháp này chế tạo các thiết bị lọc nước (màng lọc) bị ô nhiễm rẻ tiền, đảm bảo có nước sạch, an toàn với con người.

Các nhà khoa học thuộc khoa Hóa học và Hóa sinh, Đại học Texas tại Dallas, trong nghiên cứu này giới thiệu một màng hydrogel được in 3D, có khả năng loại bỏ các chất ô nhiễm kim loại độc hại khỏi nước. Nhóm nghiên cứu khoa học đã điều chế hydrogel cắt mỏng bằng phương pháp trộn chitosan với Pluronic F-127 hai acrylate và xử lý tia cực tím sau khi in.

Một số chế phẩm hydrogel được thử nghiệm về khả năng hấp thụ các chất ô nhiễm kim loại phổ biến như chì, đồng, cadmium, thủy ngân và khả năng in 3D.

Theo bài viết đăng trên Society of Chemical Industry (Hiệp hội Công nghiệp hóa học) 2019, các nhà khoa học cho biết: Những hydrogel này có khả năng hấp phụ kim loại nặng tuyệt vời, một số hydrogel có khả năng loại bỏ tới 95% kim loại trong vòng 30 phút. Nhóm nhà khoa học cũng nhận thấy, những cấu trúc hydrogel in 3D, khó chế tạo bằng các phương pháp sản xuất thông thường có thể hấp thụ các ion kim loại nhanh hơn đáng kể so với những vật thể rắn, nhờ vào diện tích bề mặt rộng dễ tiếp cận hơn.

Trong tương lai, sử dụng các vật liệu hấp phụ như các hydrogel, có giá thành không cao, có thể tái chế để sử dụng và có thể in 3D để sản xuất sẽ cải thiện đáng kể hiệu suất loại bỏ các ion kim loại nặng độc hại có trong nước. Những vật liệu này thực sự có nhiều hứa hẹn trong việc lọc nước bị ô nhiễm, đảm bảo an toàn cho người sử dụng trong điều kiện nguồn nước sạch đang bị suy giảm.

Nguồn: Khoa học & Đời sống