Hiện nay, nhiều nơi trên thế giới vẫn phải đối mặt với tình trạng thiếu nước sạch nghiêm trọng. Nhằm giải quyết vấn đề này, trong những năm vừa qua, đã có không ít nghiên cứu được tiến hành nhằm tận dụng không khí để tạo ra nước sạch tại chỗ cho con người.

Trong một nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Angewandte Chemie, các nhà khoa học tại Đại học Texas, Austin đã phát triển một loại vật liệu hydrogel muối mới có thể hút nước ngọt từ không khí trong điều kiện độ ẩm tương đối thấp.

Hydrogel (một dạng polymer) chủ yếu được tạo ra từ nước, nhưng điều đó không ngăn chúng hấp thụ thêm. Khả năng thấm hút tuyệt vời khiến chúng trở nên hữu ích trong việc sản xuất tã và băng gạc, thậm chí có tiềm năng dùng làm máy hút ẩm và thiết bị hút nước uống từ không khí.

Ứng dụng làm thiết bị hút nước từ không khí sẽ rất thiết thực, nhưng nhược điểm là quá trình này hơi chậm và thiếu hiệu quả. Việc thêm muối hút ẩm - chất hấp thụ nước hiệu quả - có thể hữu ích, nhưng các muối này lại không kết hợp tốt với hydrogel.

Vì vậy, trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học nỗ lực tìm ra phương pháp để chúng kết hợp thuận lợi. Họ sử dụng một polymer làm từ những phân tử "zwitterionic" - chúng chứa các ion mang cả điện tích dương lẫn điện tích âm. Điều này cho phép polymer giữ các muối hút ẩm một cách chắc chắn hơn, từ đó tạo ra loại hydrogel hút nước từ không khí hiệu quả.

Quy trình thu nước đòi hỏi một chu kỳ hấp thụ và tách chiết. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu để vật liệu hút ẩm từ không khí xung quanh trong một tiếng. Sau đó, họ làm khô nó trong máy ngưng hơi nhằm thu lấy nước, rồi lại dùng để hấp thụ. Việc lặp lại chu kỳ này nhiều lần dường như không làm giảm khả năng hấp thụ hay tiết ra nước của vật liệu.

Trong các thử nghiệm, hydrogel muối hoạt động rất tốt. Nhóm chuyên gia có thể chiết xuất 5,87 lít nước ngọt trên một kg vật liệu mỗi ngày với không khí có độ ẩm 30%.

Nếu được tối ưu hóa hơn nữa, những hydrogel zwitterionic này có thể rất hữu ích trong việc cung cấp nước uống cho các vùng đang phát triển và bị hạn hán.

Mai An