Phát minh đoạt Nobel biến không khí thành nước sạch, cứu trợ các đảo Caribbean
Cuối năm ngoái, Giáo sư Omar Yaghi, một nhà khoa học gốc Palestine lớn lên trong trại tị nạn ở Jordan, đã vinh dự nhận giải Nobel Hóa học nhờ sáng chế đột phá về vật liệu khung kim loại - hữu cơ (MOF). Phát minh này có khả năng hút nước trực tiếp từ không khí, ngay cả trong điều kiện sa mạc khô cằn.
Công nghệ "phao cứu sinh" cho vùng thiếu nước
Atoco, công ty công nghệ do Giáo sư Yaghi sáng lập, hiện đang cung cấp các thiết bị "biến không khí thành nước" dựa trên nền tảng MOF. Thiết bị có kích thước tương đương một container vận chuyển 20 feet, hoạt động bằng năng lượng nhiệt cực thấp và có thể sản xuất tới 1.000 lít nước sạch mỗi ngày. Điểm nổi bật là máy này vẫn hoạt động hiệu quả ngay cả khi nguồn điện và nước bị gián đoạn do hạn hán hoặc thiệt hại từ bão lũ.
Giáo sư Yaghi đã thử nghiệm thành công việc chiết xuất nước tại Thung lũng Chết ở California, Mỹ, chứng minh tính khả thi của công nghệ trong môi trường khắc nghiệt.
Nguyên lý hoạt động và ứng dụng đa dạng
Theo Atoco, không khí trên Trái đất chứa lượng nước nhiều gấp bảy lần so với tất cả các dòng sông cộng lại. Cấu trúc MOF sử dụng các ion kim loại làm nền tảng, liên kết với các phân tử hữu cơ dài dựa trên carbon để tạo thành các tinh thể với khoang lớn. Nhờ khả năng thay đổi cấu trúc linh hoạt, MOF có thể thu giữ và lưu trữ nhiều chất khác nhau như nước, hydrogen, CO2, đất hiếm và cả các chất ô nhiễm như PFAS.
Atoco chuyên tập trung vào hai giải pháp chính: lưu trữ CO2 và thu hoạch nước từ không khí. Phát minh này được xem như "phao cứu sinh" cho người dân tại quốc đảo Grenada ở vùng biển Caribbean, nơi thường xuyên đối mặt với tình trạng thiếu nước trầm trọng do hạn hán và bão lũ.
Giải pháp cho Grenada và các cộng đồng dễ bị tổn thương
Grenada bao gồm sáu giáo xứ và hai quần đảo là Carriacou và Petite Martinique. Hai quần đảo này chịu ảnh hưởng nặng nề nhất từ thiên tai, đối diện với mối đe dọa kép từ bão, hạn hán và xói mòn bờ biển. Ông Davon Baker, đại diện chính quyền Carriacou, chia sẻ: "Khả năng hoạt động độc lập với lưới điện, chỉ sử dụng năng lượng môi trường, của công nghệ này đặc biệt hấp dẫn trong bối cảnh của chúng tôi."
Hiện tại, hai quần đảo vẫn đang gánh chịu hậu quả từ cơn bão Beryl năm 2024 và phải nhập khẩu nước để đối phó với mùa khô ngày càng khắc nghiệt và kéo dài. Ông Baker nhấn mạnh: "Chúng tôi đang xem xét các chiến lược phục hồi và khả năng chống chịu toàn diện, công nghệ thu hoạch nước mưa từ không khí do Giáo sư Yaghi phát triển giúp giải quyết một số thách thức quan trọng."
Người dân trên đảo Carriacou phải đối mặt với cường độ carbon cao, phụ thuộc vào nước nhập khẩu và tính dễ bị tổn thương của hệ thống tập trung trước những cơn bão lớn.
Tầm nhìn toàn cầu và ý nghĩa nhân văn
Khi nhận giải Nobel, Giáo sư Yaghi khẳng định phát minh này sẽ là giải pháp thay đổi thế giới, mang lại lợi ích thiết thực cho các hòn đảo ở Caribbean và các quốc gia cung cấp nước cho cộng đồng bị cô lập trong thiên tai. Ông hiện là giáo sư hóa học tại Đại học California, Berkeley.
Chiết xuất nước từ không khí được đánh giá là giải pháp thân thiện với khí hậu và bền vững hơn so với phương pháp khử muối từ nước biển, vốn có thể đe dọa hệ sinh thái khi nước muối đậm đặc được thải trở lại đại dương.
Tháng trước, một báo cáo của Liên Hợp Quốc cảnh báo hành tinh đã bước vào "kỷ nguyên phá sản nước toàn cầu" với gần ba phần tư dân số thế giới sống ở các quốc gia thiếu nước hoặc thiếu nước nghiêm trọng. Báo cáo cho biết: "Khoảng 2,2 tỷ người vẫn thiếu nước uống an toàn, 3,5 tỷ người thiếu hệ thống vệ sinh an toàn và khoảng 4 tỷ người phải trải qua tình trạng khan hiếm nước nghiêm trọng ít nhất một tháng mỗi năm."
Hành trình từ trại tị nạn đến giải Nobel
Giáo sư Yaghi lớn lên trong cộng đồng người Palestine tị nạn ở Jordan, với gia đình 10 người con không có điện hay nước máy. Khi đủ tuổi, ông được giao trọng trách gánh nước - một ký ức sâu sắc về sự khan hiếm tài nguyên. Ông nhớ lại: "Tôi nhớ tiếng reo 'nước sắp đến rồi' trong khu phố, nhớ cả sự khẩn trương khi tôi vội đổ đầy mọi thùng chứa tìm được trước khi dòng chảy ngưng lại."
Ông nhấn mạnh rằng khoa học đã chứng minh đây là thời điểm cộng đồng cùng chung tay ứng phó với các vấn đề khí hậu: "Điều chúng ta cần bây giờ là lòng can đảm tương xứng với trọng trách, để có thể trao tặng thế hệ tiếp theo không chỉ là công nghệ thu giữ carbon, mà còn là một hành tinh xứng đáng với những hy vọng của họ."
