Các kỹ sư Mỹ đang nghiên cứu ra một loại màng vật liệu nano. Nghiên cứu này giúp tiết kiệm năng lượng tối đa trong quá trình lọc muối từ nước biển. Nghiên cứu này giúp con người có được nguồn nước ngọt khổng lồ, giúp giải quyết những vấn đề như hạn hán kéo dài.

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một loại vật liệu cho phép khối lượng lớn nước biển đi qua các lỗ cực nhỏ gọi là 'nanopores' giúp giữ muối và các chất bẩn khác. Vật liệu mà họ đang sử dụng –từ miếng molypden đisunfua (MoS2) dày cỡ nanomet được đục thủng với kích cỡ nanomet – cho  hiệu quả nhất với màng phim mỏng mà các kỹ sư mô phỏng, lọc nước cho hiệu quả hơn 70 phần trăm so với graphene .

“Mặc dù chúng ta có rất nhiều nước trên hành tinh này, nhưng  rất ít trong đó là có thể uống được," Narayana Aluru, một giáo sư về khoa học và kỹ thuật cơ khí tại Đại học Illinois và chủ nhiệm đề tài nói. "Nếu chúng ta có thể tìm ra phương án chi phí thấp, hiệu quả để làm sạch nước biển, chúng tôi sẽ đi tiên phong trong việc giải quyết cuộc khủng hoảng nước."

Molybdenum đisunfua cùng với nanopores có thể là giải pháp cho vấn đề. Trong khi khử muối không phải là một khái niệm mới, hiệu quả đạt được với các loại vật liệu mới - cả về năng lượng cần thiết để thực hiện công tác lọc, và  chi phí duy trì cho hệ thống khử muối - có thể làm cho một sự khác biệt khi nói đến xử lý một lượng lớn nước biển.

"Vật liệu cho quá trình khử mặn hiệu quả là một vấn đề lớn, và tôi nghĩ rằng công việc này sẽ đặt nền tảng cho vật liệu thế hệ tiếp theo," Aluru nói. "Những vấn đề về năng lượng và tắc nghẽn, là những rào cản trong công nghệ khử muối trong một thời gian dài."

Khử muối thông thường dựa trên thẩm thấu ngược để nước biển qua một lớp màng nhựa mỏng, nhưng quá trình này bị một số vướng mắc. Chúng ta chỉ thấy màng rất mỏng, nhưng từ góc độ vi mô thì nó là dạng ống, điều đó có nghĩa là nó đòi hỏi nhiều áp suất hơn (từ năng lượng) để vận hành. Chúng cũng dễ bị tắc nghẽn hơn, mà tốn kém chi phí hoạt động.

Trong khi đó, độ cực mỏng của màng molypden đisunfua cho phép nước đi qua với ít áp lực hơn, làm giảm rất nhiều các nhược điểm so với phương pháp thông thường. Nhưng sự tinh tế đằng sau hệ thống không chỉ trong kỹ thuật của nó.

"MoS2 có những lợi thế vốn có trong các molypden ở lõi hút nước, sau đó lưu huỳnh ở phía bên kia đẩy nó đi, vì vậy chúng ta sẽ có  được tỷ lệ cao hơn nước đi qua các lỗ chân lông," Mohammad Heiranian, tác giả đầu tiên của nghiên cứu cho biết. "Đó là vốn có trong các chất hóa học của MoS2 và hình dạng của các lỗ chân lông, vì vậy chúng tôi không cần phải tốn công với các lỗ, mà đó là một quá trình rất phức tạp với graphene."