Một nhóm nghiên cứu gồm GS Prab Bandaru, Khoa kỹ thuật cơ khí và hàng không vũ trụ tại Trường Kỹ thuật Jacobs, Trường Đại học California San Diego (Hoa Kỳ) và Bei Fan - sinh viên tốt nghiệp trong nhóm nghiên cứu của Bandaru đã phát triển một bề mặt siêu kỵ nước có thể được sử dụng để tạo ra điện áp. Khi nước muối chảy qua bề mặt có kết cấu đặc biệt này, nó có thể tạo ra mức điện áp ít nhất là 50 milivolt.

  Các kỹ sư cho biết biết, nghiên cứu chứng minh khái niệm của họ có thể là cơ sở dẫn đến khả năng phát triển các nguồn năng lượng mới cho các nền tảng thí nghiệm trên chip và các thiết bị vi lỏng khác. Thậm chí, từ nghiên cứu này có thể mở rộng để tìm kiếm những phương pháp “thu hoạch” năng lượng trong các nhà máy khử mặn nước. Bài báo về kết quả nghiên cứu được đăng tải trên Tạp chí Nature Communications.
Nghiên cứu của chúng tôi ra đời dựa trên ý tưởng nhằm tạo ra điện áp bằng cách dịch chuyển các dòng chảy ion tự do trên một bề mặt tích điện. Và các ion di chuyển càng nhanh thì mức điện áp càng cao, Bandaru giải thích.
Nhóm của Bandaru đã tạo ra một bề mặt kỵ nước hiệu quả, cho phép dung dịch nước (và các ion tự do nó mang theo) chảy nhanh hơn khi di chuyển qua. Bề mặt này mang điện tích âm, do đó, dòng dịch chuyển nhanh chóng của các ion dương trong dung dịch nước muối đối với bề mặt tích điện âm này dẫn đến sự khác biệt về điện thế và tạo ra điện áp.
Lực ma sát đã giảm của bề mặt cũng như các tương tác điện tích xảy ra khi đó sẽ khiến cho mức điện áp tăng lên đáng kể, Bandaru nói.
Các kỹ sư đã tạo ra bề mặt bằng cách khắc những kênh, rãnh nhỏ xíu lên chất nền silicon. Sau đó, họ lấp đầy những kênh nhỏ đó bằng dầu (ví dụ như dầu động cơ tổng hợp dùng để bôi trơn). Nhóm nghiên cứu tiến hành các thử nghiệm bằng cách sử dụng ống tiêm để bơm nước muối pha loãng lên bề mặt trong kênh vi lỏng, và sau đó điện áp được đo qua các phía cuối của kênh.
Trong nhiều nghiên cứu trước đây, bề mặt siêu thấm nước hay còn gọi là bề mặt "lá sen" được thiết kế nhằm mục đích tăng tốc của dòng chảy chất lỏng trên bề mặt. Cho đến nay, bề mặt còn được tạo ra với hình dạng là các túi khí nhỏ. Tuy nhiên, vì không khí không mang điện tích nên kết quả là sự khác biệt điện thế không đáng kể, và do đó, mức điện áp cũng nhỏ hơn. Trong nghiên cứu mới, bằng cách thay thế không khí bằng chất lỏng như dầu tổng hợp có khả năng giữ điện tích cũng như không bị trộn lẫn với dung dịch nước muối, Bandaru và Fan đã tạo ra một bề mặt có khả năng tạo ra mức điện áp ít nhất là lớn hơn 50% so với các thiết kế trước đó. Theo Bandaru, mức điện áp cao hơn cũng có thể đạt được nhờ yếu tố vận tốc dòng chảy nhanh hơn của chất lỏng cũng như cấu tạo của các kênh hẹp và dài hơn.
Sau công nghệ này, nhóm kỹ sư cho biết họ đang nghiên cứu cách thức để tạo ra các kênh có kết cấu bề mặt như thế để có thể tạo ra nhiều năng lượng điện hơn.
Nguồn: NASATI