Các nhà khoa học tại Đại học Tôn Trung Sơn (Sun Yat-sen) của Trung Quốc vừa công bố một phát minh đột phá: một màng quang xúc tác mỏng, tự nổi, có khả năng làm sạch nước hiệu quả chỉ bằng cách sử dụng ánh sáng mặt trời. Công trình nghiên cứu chi tiết về công nghệ đầy hứa hẹn này đã được trình bày trên một tạp chí khoa học uy tín, đánh dấu một bước tiến lớn trong lĩnh vực xử lý nước bền vững.
Cốt lõi của công nghệ này là chất quang xúc tác polyme có tên Cz-AQ. Vật liệu đặc biệt này hoạt động bằng cách tạo ra các gốc hữu cơ tập trung oxy (OCORs). Điểm ưu việt của các gốc OCORs là chúng sở hữu thời gian tồn tại dài hơn đáng kể so với các loại oxy phản ứng thông thường (ROS). Nhờ đặc tính này, các gốc tự do có thể tấn công và tiêu diệt các chất gây ô nhiễm cùng vi sinh vật một cách mạnh mẽ và bền bỉ hơn, nâng cao hiệu suất làm sạch tổng thể.
Trong môi trường thử nghiệm nghiêm ngặt tại phòng thí nghiệm, màng lọc đã chứng minh khả năng vô hiệu hóa xuất sắc. Cụ thể, nó đã loại bỏ hơn 99,995% (tương đương với mức giảm > 4,3 log-đơn vị) vi khuẩn *E. coli* và *Staphylococcus aureus* trong 10 lít nước bị ô nhiễm nặng. Kết quả ấn tượng này đạt được chỉ trong vòng 40 phút, ngay cả khi điều kiện ánh sáng mặt trời yếu. Hơn nữa, độ bền của cấu trúc cũng được khẳng định khi hiệu suất làm sạch vẫn được duy trì sau hơn 50 chu kỳ sử dụng liên tiếp, cho thấy tính ổn định cao của thiết kế.
Các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng công nghệ này mang lại tiềm năng ứng dụng to lớn, đặc biệt là tại các khu vực vùng sâu vùng xa hoặc những nơi vừa trải qua thiên tai. Đây là những khu vực thường xuyên đối mặt với thách thức lớn trong việc xây dựng cơ sở hạ tầng phức tạp và đảm bảo nguồn cung cấp điện đáng tin cậy. Theo ước tính của nhóm tác giả, chỉ cần một tấm màng lọc này, trong điều kiện tối ưu, có thể cung cấp đủ nước uống an toàn hàng ngày cho khoảng 4 đến 5 người trưởng thành. Đây được xem là một giải pháp cứu cánh quan trọng cho các cộng đồng dễ bị tổn thương, giúp họ tiếp cận nước sạch mà không cần phụ thuộc vào lưới điện.
Mặc dù những kết quả ban đầu thu được từ phòng thí nghiệm hết sức hứa hẹn, nhưng các nhà khoa học vẫn thận trọng và thừa nhận cần thêm nhiều nghiên cứu. Những bước tiếp theo trong lộ trình phát triển bao gồm việc đưa công nghệ ra thử nghiệm thực địa quy mô lớn. Họ cần đánh giá độ bền của màng lọc trong môi trường nước thực tế với các loại chất gây ô nhiễm phức tạp (không chỉ giới hạn ở vi khuẩn) và phân tích tính khả thi về mặt kinh tế khi triển khai sản xuất và áp dụng trên quy mô lớn. Việc xác định chi phí sản xuất và khả năng mở rộng sẽ quyết định liệu công nghệ này có thể trở thành giải pháp toàn cầu hay không.