Trong một nghiên cứu đăng trên tạp chí Philosophical Transactions of the Royal Society của Anh mới đây, các nhà khoa học thuộc Đại học bang Ohio phân tích khả năng ứng dụng phương thức gom nước của sinh vật sống trên sa mạc vào việc chế tạo công nghệ thu gom nước sạch. Sáng kiến này được lấy cảm hứng từ xương rồng, bọ cánh cứng và cỏ sa mạc.
Một trong những tác giả của dự án, GS Bharat Bhushan thuộc Đại học bang Ohio cho biết: “Làm thế nào để thu thập nước từ không khí chung quanh chúng ta là câu hỏi thôi thúc các nhà nghiên cứu tìm kiếm giải pháp. Khai thác, học hỏi các cơ chế tự nhiên là hướng nghiên cứu được triển khai”.
Qua một thời gian quan sát, tìm hiểu, nhóm nghiên cứu khẳng định, để sinh tồn trong một môi trường khắc nghiệt như sa mạc, bọ cánh cứng thu gom nước nhờ những chiếc gai nhỏ trên lưng, sau đó nước được dẫn về miệng chúng nhờ các đường vân. Cỏ sa mạc gom nước ngưng tụ từ sương đêm trên đầu lá, trong khi xương rồng thu nước trên đầu gai và dẫn xuống phần gốc, rễ.
Các nhà khoa học của dự án nghiên cứu kỹ từng sinh vật sống và kết luận rằng, chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng một cơ chế tích tụ nước từ sương mù vào ban đêm tương tự các loại động, thực vật nói trên, nhưng ở quy mô lớn hơn. Theo đó, các nhà khoa học đã sử dụng máy in 3D để tái tạo các cấu trúc và mô hình thu gom nước khác nhau. Các bề mặt gồ ghề và có gai được thử nghiệm trong buồng đầy sương mù. Qua theo dõi, nhóm nghiên cứu nhận thấy các dạng hình nón thu được nhiều nước hơn so các dạng hình trụ. Mặt phẳng gồ ghề, có rãnh cũng gom được nhiều nước hơn so mặt phẳng mịn.
Bọ cánh cứng thu gom nước nhờ những chiếc gai nhỏ trên lưng. Ảnh: WORLD NEWS
GS Bharat Bhushan đưa ra một dẫn chứng cụ thể: vật liệu bề mặt của bọ cánh cứng không đồng nhất, với các điểm ưa nước được bao quanh bởi các vùng kỵ nước, khiến nước chảy dễ dàng hơn đến miệng loài vật này. Các nhà nghiên cứu nhận định, các bề mặt kỵ nước cũng tỏ ra hiệu quả hơn trong việc thu gom chất lỏng.
Ở sa mạc Atacama (Chile), nông dân địa phương đã sử dụng lưới để thu gom hơi nước từ không khí nhằm phục vụ tưới tiêu nông nghiệp và sinh hoạt. Với những phát hiện mới kể trên, các công cụ thu gom nước hiệu quả hơn có thể sẽ được triển khai trong thời gian tới.
GS Bharat Bhushan cho biết, cấp nước sinh hoạt cho người dân là một vấn đề quan trọng, nhất là đối với những người sinh sống tại các khu vực khô hạn. Những giải pháp mà con người học hỏi từ các cơ chế của thiên nhiên, hay nói cách khác do thiên nhiên “đề xuất”, sẽ giúp tăng cường công tác cung cấp nước sạch cho người dân trên toàn thế giới một cách hiệu quả. Tổ chức Y tế thế giới (WHO) ước tính, tình trạng khan hiếm nước ảnh hưởng hơn 40% dân số thế giới, và khoảng 800 triệu người không được tiếp cận các nguồn nước sạch phục vụ sinh hoạt.
Hiện các thử nghiệm được tiến hành trong phòng thí nghiệm, tuy nhiên trong tương lai, các nhà nghiên cứu sẽ mở rộng những cấu trúc thu gom nước từ sương để sử dụng trên sa mạc. Lượng nước thu được có thể giúp cải thiện tình trạng khan hiếm nước sạch ở nhiều nơi trên thế giới, trong bối cảnh dân số tại các khu vực khô hạn hay bán khô hạn không ngừng gia tăng.
