Thiết bị lọc nước chỉ nhỏ bằng con tem. Ảnh: Jin Xie/ Đại học Stanford.

Theo Science Alert, phơi nước trực tiếp dưới ánh sáng Mặt Trời có thể diệt khuẩn tự nhiên nhờ ánh sáng cực tím nhưng quá trình này cần tới 48 giờ để hoàn thành. Các nhà khoa học tại Đại học Stanford, Mỹ, chế tạo một thiết bị có thể tăng tốc quá trình này nhờ khai thác năng lượng Mặt Trời trong vùng ánh sáng nhìn thấy của dải quang phổ.

"Thiết bị của chúng tôi trông giống như một mảnh kính màu đen", trưởng nhóm nghiên cứu Chong Liu cho biết trong báo cáo đăng trên tạp chí Nature Nanotechnology hôm 15/8. "Chỉ cần thả nó vào nước và đưa nước ra phơi trực tiếp dưới ánh nắng, Mặt Trời sẽ làm các công việc còn lại".

Khoảng 4% năng lượng Mặt Trời ở dưới dạng tia cực tím, còn hơn 50% tập trung ở vùng ánh sáng nhìn thấy. Các nhà khoa học sử dụng năng lượng ở vùng ánh sáng nhìn thấy để hút các electron trong lớp phủ molybdenum disulfide (MoS2) trên thiết bị lọc, kích hoạt các phản ứng hóa học trong nước xảy ra. Hydrogen peroxide (oxy già) và các chất khử trùng khác được tạo ra từ những phản ứng này sẽ tiêu diệt các mầm bệnh trong nước. Kết quả là 99,99% vi khuẩn trong nước bị tiêu diệt.

Nếu nhìn thiết bị lọc nước dưới kính hiển vi, có thể thấy nó được cấu tạo từ nhiều vách MoS2 nhỏ xếp chặt với nhau như một mê cung trên mặt tấm thủy tinh hình chữ nhật. "Thật thú vị khi thông qua cách thiết kế một vật liệu, ta có thể đạt hiệu suất tốt", Liu nói. "Mục tiêu của chúng tôi là giải quyết vấn đề môi trường để mọi người có cuộc sống tốt hơn".

Một yếu tố quan trọng khiến công nghệ này trở nên khả thi là MoS2 rất rẻ và dễ sản xuất. Ngoài ra, thiết bị mới không yêu cầu phải đun sôi nước nên không tiêu tốn nhiên liệu. Đây là một trong nhiều nghiên cứu về cách lọc nước giá rẻ cho người có nhu cầu, bên cạnh màng graphene và vật liệu sinh học có khả năng ngưng tụ nước sạch từ không khí.

Trước khi ứng dụng thiết bị lọc trong thực tế, nhóm nghiên cứu vẫn còn phải cải tiến nhiều hơn. Kết quả lọc đạt được chỉ với ba chủng vi khuẩn thí nghiệm và lớp phủ MoS2 chưa hiệu quả với các chất ô nhiễm hóa học.