Được cô giáo yêu cầu nghiên cứu làm một bộ lọc nước chi phí thấp, các học sinh trung học đã gây bất ngờ khi tạo ra thiết bị có khả năng tách chì khỏi nước giá chỉ 23.000 đồng.
"Phát minh" mới này hy vọng sẽ giúp cải thiện nguồn nước cho nhiều hộ gia đình trong tương lai.
Theo trang tin khoa học Phys.org, có tới 10 triệu hộ gia đình ở Mỹ vẫn đang sử dụng nguồn nước nhiễm chì, khiến sức khỏe của nhiều người có nguy cơ bị ảnh hưởng.
Mô hình máy tách chì ra khỏi nước với giá 1 USD - (Ảnh: Phys.org)
Hiểu được điều này, Rebecca Bushway - một giáo viên khoa học tại Trường trung học Barrie ở Maryland (Mỹ) - đã ra một bài tập khá thú vị cho các học sinh của mình: phát minh ra một bộ lọc có khả năng loại bỏ chì ra khỏi nước với chi phí thấp.
Đây là một đề tài hay và cũng đầy thách thức, bởi chi phí lắp hệ thống lọc nước cho một gia đình hiện lên tới 600-14.000 USD, khiến nhiều người Mỹ khó tiếp cận nguồn nước sạch.
Bất ngờ là các học sinh của cô Bushway đã hoàn thành xuất sắc bài tập, khi các em sử dụng phương pháp in 3D để tạo ra một mô hình có chiều cao 7,5cm và được làm từ nhựa phân hủy vi sinh với giá rất rẻ, chỉ 1 USD/sản phẩm (khoảng 23.000 đồng).
Bushway cho biết mô hình này vận hành dựa trên việc áp dụng phương pháp kết tủa hóa học để loại bỏ kim loại trong nước.
Mô hình gồm có bột Ca3(PO4)2 (canxi photphat), vốn tác dụng được với kim loại và gây ra hiện tượng kết tủa, hay còn được biết đến là quá trình hình thành chất rắn sau khi xảy ra phản ứng hóa học.
Dựa vào tính chất này, kim loại chì (Pb) sẽ bị kết tủa (biến thành chất rắn) và được giữ lại trong mô hình. Khi chất rắn kết tủa sẽ có kích thước lớn hơn so với lỗ thoát nước, điều này khiến nó bị kẹt lại bên trong mô hình, trong khi phần nước được làm sạch sẽ chảy ra ngoài.
Ngoài ra, mô hình này cũng có khả năng báo hiệu cho người sử dụng thời điểm cần thay thế bộ lọc: nhóm học sinh đã đặt bên dưới canxi photphat một hóa chất khác có tên gọi là kali iodua. Khi canxi photphat được sử dụng hết trong bộ lọc, lớp kali iodua sẽ hiện lên và phản ứng với chì làm nước chuyển sang màu vàng - dấu hiệu đã đến lúc thay bộ lọc.
Cô Bushway đã đi giới thiệu về mô hình thiết bị trên tại 4 hội thảo khác nhau, trong đó có hội nghị mùa xuân uy tín của tổ chức phi lợi nhuận American Chemistry Society, và có kế hoạch viết một bài đăng trên tạp chí để các chuyên gia đánh giá.
Paul Frail, một kỹ sư hóa học, cho biết mô hình xứng đáng được khen thưởng. Tuy nhiên, sản phẩm của nhóm học sinh cần thêm thời gian thử nghiệm cả về độ an toàn lẫn nhu cầu thị trường nếu được sản xuất.
Dẫu vậy, giải pháp của nhóm học sinh này là rất tiềm năng. Bởi lẽ tác hại của nhiễm độc chì tại Mỹ cho tới nay đã qua nhiều thập kỷ và vẫn chưa có hướng giải quyết triệt để, mặc dù thời điểm hiện tại, Tổng thống Mỹ Joe Biden đã cam kết chi hàng tỉ đôla để cải thiện vấn đề này, theo Phys.org.