Theo báo cáo của các nhà nghiên cứu được đăng trên Tạp chí Science Advances, một nguyên liệu mới màu đen có thể biến nước thành hơi nước, không cần đun sôi mà chỉ sử dụng ánh sáng mặt trời. Nguyên liệu được tạo ra từ hàng chục tỷ hạt nano vàng trên bề rộng 1 m, gắn với một khung có các rãnh nhỏ hay “lỗ cực nhỏ” nổi lên. Vật liệu có màu đen tuyền do phản chiếu ít ánh sáng nhìn thấy có thể mang lại hiệu quả 99% trong việc hấp thụ ánh sáng ở vùng quang phổ nhìn thấy và phần quang phổ hồng ngoại.

Nhờ cấu trúc có độ xốp cao, vật liệu nổi được trên mặt nước, cho phép nó hấp thụ các tia mặt trời. Khi ánh sáng có bước sóng nhất định chiếu vào hạt nano vàng phía trong các lỗ cực nhỏ, làm cho các electron trên bề mặt chuyển động, va đập trở lại trong mỗi dao động được gọi là plasmon. Những plasmon này sinh ra nhiệt cao tại điểm đó và làm bốc hơi nước ở gần đó.

Bước sóng ánh sáng kích thích một plasmon phụ thuộc vào kích thước của các hạt nano. Vì vậy, để tận dụng được nhiều ánh sáng mặt trời, nhóm đã đặt xen kẽ các hạt nano vàng có các kích cỡ khác nhau trong các lỗ, vì vậy mà nó có thể hấp thụ hàng loạt các bước sóng.

Theo nhà khoa học vật liệu Jia Zhu thuộc Đại học Nam Kinh, Trung Quốc, đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học tạo ra hơi nước bằng các vật liệu plasmon, tuy nhiên, vật liệu mới này nâng cao được hiệu quả của quá trình, chuyển đổi đến 90% năng lượng ánh sáng thành hơi nước.

KS cơ khí Nicholas Fang thuộc Viện MIT cho biết, đây thực sự là một giải pháp rất thú vị. Mặc dù hiệu quả không cao bằng một số loại vật liệu khác mà các nhà khoa học đã tìm ra như các ống nano cácbon nhưng loại vật liệu mới này lại rẻ hơn nhiều.

Zhu cho biết, việc tạo ra hơi nước hiệu quả có thể mang lại lợi ích cho quá trình khử muối, sản xuất nước ngọt từ nước mặn. Những ứng dụng tiềm năng khác như dùng hơi nước để tiệt trùng và vận hành các động cơ hơi nước. Theo ông, hơi nước có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau và đây là một dạng năng lượng rất hữu dụng.

Nguồn: Tạp chí KH&CN Việt Nam, ngày 20/4/2016.