Archive for category: Tin về sản xuất và tiêu thụ bền vững

Các nhà nghiên cứu đã chứng minh, bạn hoàn toàn có thể tạo ra nước uống sạch ngay từ trong không khí nhờ thiết bị thông minh, thậm chí ở vùng sa mạc khô cằn nhất.

Ngay cả ở những nơi khô cằn nhất trên Trái đất thì phương pháp chiết xuất từ độ ẩm ít ỏi trong không khí là cách duy nhất để tồn tại trong hoàn cảnh thiếu nước trầm trọng. Và hiện nay, các nhà nghiên cứu tại MIT đã chứng minh rằng có một hệ thống có thể có tác dụng.

Thiết bị mới, dựa trên một nền tảng mà nhóm nghiên cứu đề xuất lần đầu tiên vào năm ngoái, đã được thử nghiệm trên thực tế trong điều kiện không khí khô khan tại thành phố Tempe, Arizona, khẳng định tiềm năng của phương pháp mới này. Mặc dù vậy, thiết bị vẫn còn nhiều chỗ cần phải cải thiện và nâng cấp.

Nghiên cứu mới được công bố ngày 22/3 trên tạp chí Nature Communications bao gồm một số cải tiến đáng kể so với khái niệm ban đầu mà đã được mô tả vào năm ngoái trong một bài báo trên tạp chí Science.

Các nhà nghiên cứu tại MIT đã phát triển một thiết bị mới có khả năng hút ẩm từ không khí rất khô. Ảnh: Theo Science Daily

Evelyn Wang, giáo sư Gail E. Kendall thuộc Bộ Cơ khí, tác giả cấp cao của cả hai bài báo, ông Sameer Rao thuộc MIT và cựu nghiên cứu sinh Hyunho Kim, là những tác giả chính của bài báo mới nhất, cùng với bốn người khác ở MIT và Đại học California tại Berkeley.

Bà Wang nói rằng bài báo năm ngoái đã thu hút rất nhiều sự chú ý. “Có khá nhiều ý kiến cường điệu và một số lời chỉ trích. Bây giờ, tất cả các câu hỏi được đặt ra từ thời gian qua đến nay đã được minh chứng rõ ràng trong bài báo này.”

Các nhà nghiên cứu cho biết, hệ thống, dựa trên các vật liệu công nghệ cao mới có tên là MOFs, có thể chiết xuất nước uống từ những vùng khô cằn nhất trong không khí sa mạc, với độ ẩm tương đối thấp tới 10%.

Các phương pháp chiết xuất nước từ không khí đòi hỏi mức độ cao hơn nhiều – độ ẩm 100% đối với phương pháp thu hái sương, và trên 50% đối với hệ thống làm lạnh nước thu hoạch từ sương, đòi hỏi phải có một lượng lớn năng lượng để làm mát. Vì vậy, hệ thống mới có khả năng đáp ứng nhu cầu về nước ngay cả ở những khu vực khô hạn nhất thế giới.

Bà Wang còn cho biết, nhóm nghiên cứu đang thử nghiệm thực địa tại một nơi đại diện cho những khu vực khô cằn nhất và kết quả cho thấy rằng chúng ta có thể thu hoạch được nước, ngay cả ở các điểm sương mù dưới đáy biển.

Các nhà nghiên cứu cho biết thiết bị kiểm tra chỉ được cung cấp năng lượng bởi ánh sáng Mặt trời, và mặc dù nó là một thiết bị thử nghiệm, nếu tăng sản lượng thì sẽ tương đương với hơn một phần tư lít nước mỗi ngày.

Theo ông Hyunho Kim, với sự lựa chọn vật liệu tối ưu, sản lượng có thể gấp 3 lần so với phiên bản hiện tại. Bà Wang nói: “Không giống bất kỳ phương pháp nào khác để chiết xuất nước từ không khí với độ ẩm thấp, với cách tiếp cận này, bạn thực sự có thể làm được, ngay cả trong những điều kiện khắc nghiệt.”

Nhưng những hệ thống này khiến máy bơm và máy nén có thể bị mòn, trong khi không có bộ phận chuyển động, nó có thể được vận hành một cách hoàn toàn thụ động ở những nơi có độ ẩm thấp nhưng lượng ánh sáng mặt trời lớn.

Trong khi nhóm nghiên cứu trước đây mô tả khả năng vận hành hệ thống một cách thụ động, ông Rao nói, “bây giờ chúng tôi đã chứng minh được rằng điều này thực sự có thể”. Phiên bản hiện tại chỉ có thể hoạt động trong một chu kỳ đêm và có ánh sáng Mặt trời, nhưng cũng có thể hoạt động liên tục bằng cách sử dụng các nguồn nhiệt độ thấp như sinh khối và nhiệt thải.

Ông Rao cho biết thêm: “Chúng tôi hy vọng sẽ có một thiết bị có khả năng sản xuất ra hàng lít nước”. Những hệ thống kiểm tra nhỏ ban đầu này chỉ được thiết kế để tạo ra một vài mililit. Hiện nay, ý tưởng là sản xuất các đơn vị đủ cung cấp nước cho các hộ gia đình cá nhân”.

Nhóm nghiên cứu kiểm tra nước từ thiết bị sản xuất và không tìm thấy dấu vết tạp chất. Thử nghiệm quang phổ khối cho thấy “không có gì khác lạ từ thiết bị rớt vào trong nước”, bà Wang nói. “Nó cho thấy thiết bị vận hành thực sự là rất ổn định, và chúng ta hoàn toàn có thể có được loại nước chất lượng cao.”

Theo moitruong.com.vn

Kunio Shimada, giáo sư chuyên về cơ học thủy khí và kỹ thuật năng lượng của đại học Fukushima (Nhật Bản), đã phát triển được một loại cao su có thể tạo ra điện từ năng lượng mặt trời và động năng, rồi sau đó dự trữ chúng.

Vị giáo sư 53 tuổi này khẳng định đây là loại cao su có tính năng như vậy đầu tiên trên thế giới. Ông đang cố gắng đăng ký bằng sáng chế với phát minh này tại Nhật Bản. Cao su tạo và trữ được điện này có thể được dùng làm da nhân tạo cho người máy, hoặc những tấm pin mặt trời chống sốc.

Shimada đã có thời gian nghiên cứu lâu năm về chất liệu cao su dẫn điện (conductive rubber). Năm 2001, ông đã phát triển Hợp chất chất lỏng có từ tính (Magnetic Compound Fluid), một chất lỏng có chứa nam châm nóng chảy.

Giáo sư Kunio Shimada, người phát minh ra cao su có khả năng tạo và trữ điện – Ảnh: The Japan Times

Và trong lần này, ông pha với cao su tự nhiên để biến hợp chất này từ dạng lỏng thành cao su đặc, phương pháp thông thường là làm nóng nó bằng cách trộn lưu huỳnh vào, nhưng Shimada lại quyết định tiến hành truyền điện. Như vậy, Shimada đã tạo ra được loại vật liệu cao su có khả năng dẫn điện cực cao.

Không những vậy, trong khi pin năng lượng mặt trời hiện tại rất cứng và dễ vỡ khi có lực tác động, cao su dẫn điện khi tiếp xúc với ánh sáng mặt trời, những cú sốc hay rung lắc có thể giãn nở, co lại và tạo ra điện từ những tác động này.

Trong nghiên cứu cao su dẫn điện, Shimada được truyền cảm hứng bởi Hideki Shirakawa, giáo sư danh dự của đại học Tsukuba, người có được Nobel hóa học năm 2.000 bằng phát minh polymer dẫn điện, qua đó phá bỏ quan niệm truyền thống cho rằng các chất nhựa dẻo không dẫn điện.

Theo giáo sư Shimada, một trong những thách thức trong phát triển người máy là việc cung cấp năng lượng cho chúng. Trong thời điểm hiện tại, người máy vẫn phải cần đến dây dẫn và pin. Ngoài người máy, công nghệ này còn có thể ứng dụng cho máy bay không người lái, ô tô và tay chân giả.

Phát minh cao su tạo và trữ điện có thể được ứng dụng trong phát triển người máy ­- Ảnh: The Verge

Một quan chức phụ trách công tác phát triển người máy của chính quyền tỉnh Fukushima đánh giá công nghệ mà giáo sư Shimada vừa phát minh có thể làm thay đổi hoàn toàn thiết kế và chi tiết kỹ thuật của người máy.

Giới chức Fukushima có kế hoạch phát triển người máy tại một cơ sở thử nghiệm đặt tại thành phố Minamisoma, bắt đầu từ tháng 4, và họ hy vọng nghiên cứu của ông Shimada có thể thúc đẩy nhiều sáng kiến hơn nữa trong lĩnh vực này.

Theo The Japan Times