Khoa học kỹ thuật và công nghệ

Rừng ống nano khai thác nước từ không khí khô cằn (26/06/2014)

Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Đại học Rice, Hoa Kỳ đã chứng minh rừng ống nano các-bon có thể khai thác các phân tử nước từ không khí của sa mạc khô cằn và tích trữ chúng để sử dụng trong tương lai.

Phát minh mới gọi là "giàn hút ẩm" đã được đăng tải chi tiết trên Tạp chí Applied Materials and Interfaces của Hội hóa học Hoa Kỳ.

Các nhà nghiên cứu đã tìm cách để mô phỏng bọ cánh cứng Stenocara, sống sót trong sa mạc bằng cách mở rộng đôi cánh của nó để hứng và uống các phân tử nước từ sương sớm.

Các nhà khoa học đã biến đổi rừng ống nano các-bon để các ống nano có mặt dưới siêu kỵ nước và mặt trên thấm nước. Rừng ống này hút các phân tử nước từ không khí và giữ chúng ở bên trong vì hai mặt kỵ nước một cách tự nhiên. Có thể vắt nước từ rừng ống nano và tái sử dụng. Rừng ống nano các-bon gồm các ống nano các-bon chỉ rộng vài nano mét và dài khoảng 1cm, được hình thành thông qua lắng đọng hơi hóa học với sự hỗ trợ của nước. Nhóm nghiên cứu đã đặt một lớp siêu kỵ nước phía trên rừng ống và sau đó tách rừng ống ra khỏi đế silicon, lộn nó lên và thêm một lớp polyme thấm nước ở mặt còn lại. Trong các thử nghiệm, các phân tử nước di chuyển đến mặt trên thấm nước và thâm nhập vào rừng ống nano thông qua họat động của mao quản và trọng lực.

Các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm một số biến thể của rừng ống nano. Khi chỉ có mặt trên thấm nước, rừng ống nano bị phá hủy khi tiếp xúc với không khí ẩm ướt vì mặt dưới không được xử lý và thiếu các liên kết polyme giữ chắc mặt trên. Rừng ống nano có mặt trên và mặt dưới thấm nước, gắn chặt với nhau, nhưng nước lại chảy xuyên qua. Tuy nghiên, với mặt dưới kỵ nước và mặt trên thấm nước, rừng ống nano vẫn còn nguyên vẹn thậm chí cả khi 80% trọng lượng của nó ngấm nước.

Lượng hơi nước thu được, phụ thuộc vào độ ẩm của không khí. Một mẫu 8 miligam (với diện tích bề mặt 0,25 cm²) hút nước trong 27,4% trọng lượng của nó với thời gian hơn 11 giờ trong bầu không khí khô và 80% trong hơn 13 giờ trong không khí ẩm. Các thí nghiệm bổ sung cho thấy rừng ống nano làm chậm quá trình bốc hơi nước bị mắc kẹt. Nếu trồng được các rừng ống nano trên quy mô lớn, phát minh mới có thể giúp thu gom nước hiệu quả vì không đòi hỏi nguồn năng lượng bên ngoài. NCS. Sehmus Ozden, tác giả của nghiên cứu cho rằng việc sản xuất các dãy ống nano các-bon để sử dụng thực tế vẫn còn khó khăn.

Nguồn: www.vista.vn (Theo Physorg)