Tìm ra vật liệu mới có thể hấp thụ chất độc hại từ không khí- 'sát thủ' benzen

author 14:47 30/09/2022

(VietQ.vn) - Các nhà nghiên cứu từ Ireland đã tìm ra vật liệu mới có khả năng hấp thụ độc hại từ không khí, cụ thể là benzen-một chất có khả năng gây ung thư cho con người.

Loại vật liệu mới hứa hẹn loại bỏ một số chất độc hại trong không khí được một nhóm nhà khoa học Đại học Limerick (UL) ở Ireland tạo ra. Theo nhóm nhà nghiên cứu, chất này sử dụng ít năng lượng hơn nhiều so với các vật liệu hiện tại và có thể ghi lại mức độ vi lượng của chất ô nhiễm có hại như benzen từ không khí.

Nhóm nghiên cứu tin rằng vật liệu xốp giống như bọt biển được đặt tên là BUT-55 - có thể cách mạng hóa việc thanh lọc không khí độc hại và đóng góp đáng kể vào cuộc chiến chống biến đổi khí hậu trên toàn cầu. Giáo sư Michael Zaworotko - Chủ tịch Quỹ Khoa học và Kỹ thuật Tinh thể của Ireland và nhà nghiên cứu tại Viện Bernal Đại học Limerick và đồng nghiệp đã phát triển vật liệu mới này. Phát hiện đã được báo cáo trên tạp chí uy tín Nature Materials năm 2022.

 Các nhà khoa học Ireland đã tìm ra chất có khả năng hấp thụ độc hại từ không khí, cụ thể là chất benzen. Ảnh: CAND

Những hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) - bao gồm benzen là loại chất ô nhiễm độc hại gây ra nhiều vấn đề nghiêm trọng về môi trường và sức khỏe con người. Phát triển công nghệ để loại bỏ benzen khỏi không khí ở nồng độ vết và thực hiện sứ mệnh đó với một dấu vết năng lượng thấp là cả hai thách thức chưa thể vượt qua cho đến nay.

Giáo sư Zaworotko giải thích: “Một họ vật liệu xốp như bọt biển được phát triển để thu giữ hơi benzen từ không khí ô nhiễm và tạo ra luồng không khí sạch trong thời gian dài. Những vật liệu này có thể được tái sinh dễ dàng dưới nhiệt độ nhẹ, khiến chúng trở thành ứng viên cho việc lọc không khí và xử lý môi trường. Vật liệu của chúng tôi có thể làm tốt hơn nhiều về độ nhạy và thời gian làm việc so với vật liệu truyền thống”.

Vật liệu thực tế có đầy lỗ và gần giống pho mát Thụy Sĩ. Các lỗ cho phép thu hút phân tử benzen - một chất ô nhiễm độc hại. Giáo sư Zaworotko và Tiến sĩ Xiang-Jing Kong từ Khoa Khoa học Hóa học tại UL, cùng nhóm đồng nghiệp từ một số trường đại học hàng đầu ở Trung Quốc, đã phát triển vật liệu xốp mới có ái lực mạnh với benzen đến mức nó bắt giữ hóa chất độc hại ngay cả khi có mặt ở chỉ 1 phần trong 100.000.

 
Benzen là một hợp chất hữu cơ thơm, trong điều kiện bình thường là một chất lỏng không màu, mùi dịu ngọt dễ chịu, dễ cháy. Benzen không tan trong nước, tan trong rượu.

Benzen rất độc, có khả năng gây ung thư ở người rất cao. Mối nguy hại nhất của benzen là khả năng gây bệnh bạch cầu của những người thường xuyên bị phơi nhiễm loại chất độc hại này.
 

Theo nhóm nghiên cứu, vật liệu này giống với pho mát Thụy Sĩ vì nó có nhiều lỗ và chính những lỗ này có “nhiệm vụ” thu hút các phân tử độc hại benzen. Về mặt năng lượng, vì quá trình thu nhận dựa trên liên kết vật lý chứ không phải hóa học, nên dấu ấn năng lượng của quá trình thu nhận và giải phóng thấp hơn nhiều so với các thế hệ vật liệu trước đây.

Giáo sư Zaworotko báo cáo: “Nhiệm vụ phá vỡ hỗn hợp khí rất khó thực hiện hiệu quả. Điều này đặc biệt đúng đối với các thành phần phụ bao gồm không khí, carbon dioxide và nước. Những đặc tính của loại vật liệu mới của chúng tôi cho thấy hoạt động phân hủy benzen không còn là điều khó khăn nữa”.

Một số công trình trước đó từ phòng thí nghiệm của Giáo sư Zaworotko đã tạo ra những vật liệu hàng đầu để thu giữ carbon và thu hoạch nước. Vật liệu thu hoạch nước có các đặc tính thuận lợi như vậy để giữ và giải phóng nước từ khí quyển vốn đã được sử dụng trong các hệ thống hút ẩm.

Tiến sĩ Xiang-Jing Kong giải thích: “Dựa trên thiết kế thông minh, vật liệu của chúng tôi giải quyết nhiều thách thức về cả kỹ thuật và xã hội, chẳng hạn như loại bỏ dấu vết benzen khỏi không khí. Điều này là khó đối với các vật liệu thông thường, do đó làm nổi bật sự quyến rũ của vật liệu xốp”.

Nhìn chung, những kết quả này cho thấy một thế hệ vật liệu xốp độc đáo mới thuộc loại được phát minh tại UL hứa hẹn cho phép cách tiếp cận chung để thu giữ những hóa chất độc hại từ không khí. Tiến sĩ Xiang-Jing Kong giải thích: “Các đồng phân thơm rất khó tách ra trong hỗn hợp của chúng bằng phương pháp truyền thống, vốn luôn tiêu tốn nhiều năng lượng. Nghiên cứu này giúp mở ra khả năng thiết kế vật liệu xốp để phân tách hiệu quả các hóa chất này với năng lượng đầu vào thấp cũng như loại bỏ nhiều chất ô nhiễm dạng vết khác khỏi không khí”.

Nghiên cứu được tài trợ bởi Hội đồng Nghiên cứu Châu Âu (ERC) và Quỹ Khoa học Ireland (SFI). 

Liên quan tới chất benzen độc hại trong không khí, trước đó các nhà nghiên cứu tại Việt Nam cũng phát hiện ra nó phát tán trong không khí với nồng độ vượt ngưỡng cho phép rất cao ở TP.HCM. Về lý thuyết, nguồn gốc chất benzen có thể "sản sinh" từ các hoạt động công nghiệp, khói thuốc lá, khói thải phương tiện giao thông sử dụng nhiên liệu hóa thạch... Nhưng các nhà khoa học cho rằng nguồn gốc chính của benzen có trong không khí ở TP.HCM là từ xăng "tươi" có chứa thành phần benzen bị bốc hơi và từ khói thải của các phương tiện giao thông, trước cổng trường học, bệnh viện..., những nơi tập trung đông đúc xe cộ.

Cũng theo các nhà khoa học, chính công suất của xe quá lớn so với nhu cầu sử dụng là một trong những nguyên nhân chủ yếu gây ô nhiễm môi trường rất đáng kể vì xăng cháy không hết.

Một trong những giải pháp tốt nhất là làm sao giảm được nhiều hơn hàm lượng benzen trong xăng. Nhiều ý kiến nhận định tỉ lệ benzen trong xăng ở mức 2,5% thể tích vẫn còn là mức cao, do đó phải tiến hành các giải pháp đồng bộ: giảm ùn tắc giao thông đô thị, kiểm soát khí thải... 

Cũng theo một nghiên cứu, bảng điều khiển xe hơi, ghế sofa, bộ phận làm mát không khí cũng thải ra benzen. Ngoài việc gây ung thư, benzen còn đầu độc xương, gây thiếu máu và làm giảm các tế bào bạch cầu. Phơi nhiễm kéo dài sẽ gây ra bệnh bạch cầu, làm tăng nguy cơ ung thư cũng như có thể gây sẩy thai. Mức độ benzen chấp nhận được trong nhà là 50 mg.

Một chiếc ô tô đậu trong nhà có cửa sổ đóng sẽ chứa 400-800 mg benzen. Nếu đỗ ngoài trời dưới ánh mặt trời ở nhiệt độ trên 16 độ C, mức độ Benzen lên tới 2000-4000 mg, gấp 40 lần mức cho phép. Những người vào xe và đóng cửa sổ chắc chắn sẽ hít vào một lượng độc tố quá mức.

An Dương (T/h)

Thích và chia sẻ bài viết:

tin liên quan

video hot

Về đầu trang