Các nhà khoa học Anh đã đưa ra cách loại bỏ hóa chất vĩnh viễn độc hại khỏi nước thải nhờ có mạng lưới gốm in 3D được xử lý đặc biệt. Cấu trúc này đạt tỷ lệ xử lý hóa chất khỏi nước ô nhiễm lên tới 75% trong ba giờ và sẽ hoạt động hiệu quả hơn khi được tái sử dụng.

Việc sử dụng rộng rãi hóa chất perfluoroalkyl và polyfluoroalkyl (PFAS) trong thế kỷ này đã dẫn đến sự lan truyền của PFAS trên khắp hành tinh. Tuy nhiên, PFAS lại không bị phân hủy, nên được gọi là hóa chất vĩnh viễn. Cuối cùng, PFAS sẽ đi vào cơ thể chúng ta và gây ra một loạt các vấn đề sức khỏe, từ bệnh tiểu đường đến nhiều bệnh ung thư.

Nhóm nghiên cứu tại Đại học Bath đã chứng minh phương pháp tiềm năng mới để loại bỏ PFAS khỏi nước thải. Các tác giả đã có ý tưởng sử dụng "khối đơn" in 3D làm bằng vật liệu gốm chứa oxit indi, liên kết với các phân tử PFAS. Các khối đơn này được ngâm trong nước ô nhiễm trong vài giờ và khi chúng được loại bỏ, PFAS cũng sẽ biến mất theo. Sau đó, chúng có thể được xử lý để loại bỏ các hóa chất và cho phép tái sử dụng các khối đơn.

Trong khi nhiều cấu trúc in 3D cần có các chi tiết mảnh, thì cấu trúc mới được làm từ các sợi vật liệu dày hơn nhiều, giống như kem đánh răng được ép ra khỏi tuýp tạo thành cấu trúc trông giống như một chồng bánh quế. Mục tiêu hướng đến không chỉ sản xuất theo cách đơn giản mà còn tối đa hóa diện tích bề mặt để cho phép xử lý càng nhiều PFAS càng tốt.

Trong thử nghiệm, các khối cấu trúc này ban đầu loại bỏ 53% PFAS phổ biến được gọi là axit perfluorooctanoic (PFOA) khỏi nước trong ba giờ. Xử lý nhiệt phân các khối này trong điều kiện nhiệt độ 500°C cho phép tái sử dụng chúng và điểm thú vị là thúc đẩy khả năng làm sạch nước. Đến chu kỳ thứ ba, cấu trúc đã loại bỏ 75% PFOA trong ba giờ.

Dù cần nghiên cứu chuyên sâu, nhưng các tác giả cho rằng cấu trúc gốm tái sử dụng là một bước tiến tích cực để hỗ trợ cho các nhà máy xử lý nước thải hiện nay. Không giống các kỹ thuật khác cần có chất xúc tác, bản thân quá trình này không cần đến năng lượng, nhưng việc tái tạo chúng thông qua quá trình nhiệt phân là điểm khó khăn.

TS. Liana Zoumpouli, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: "Sử dụng công nghệ in 3D để tạo ra các cấu trúc gốm tương đối đơn giản, cũng đồng nghĩa với việc quy trình này có thể mở rộng quy mô. Công nghệ in 3D cho phép chúng tôi tạo ra các đồ vật có diện tích bề mặt lớn, điểm mấu chốt của quy trình. Khi các cấu trúc đã sẵn sàng, bạn chỉ cần thả vào nước để chúng làm nhiệm vụ. Đây là điều rất thú vị mà chúng tôi rất muốn phát triển thêm để đưa vào sử dụng".

N.P.D (NASATI), theo Newatlas, 8/2024