Các nhà khoa học của Viện Công nghệ Massachussette (MIT) vừa phát triển một phương pháp mới, thiết thực trong việc chế tạo các mặt phẳng có các vùng hấp thụ mạnh và các vùng kháng nước mạnh có thể dẫn tới một phương pháp có hiệu quả cao trong việc thu được nước sạch. Loại vật liệu đa năng này cũng sẽ có những ứng dụng trong việc chế tạo các dạng thiết bị mới cho các xét nghiệm y tế và tổng hợp hóa chất.

Hiện nay, trên thế giới nhiều nhà khoa học đã công bố những ứng dụng về các bề mặt hút nước và không ngấm nước, bao gồm kính mắt nhìn rõ trong sương, các màn chắn gió, các cửa kính và vải tự sạch. Hiện nay, một nhóm các nhà nghiên cứu của Khoa Kỹ thuật và Khoa học vật liệu của MIT đã kết hợp tất cả các đặc tính nói trên vào một bề mặt duy nhất, bằng cách sử dụng một quy trình chế tạo đa dụng và đơn giản.
Robert Cohen, Michael Rubner và đồng nghiệp đã bắt đầu bằng cách lắp ráp một tấm màng có cấu trúc nano được chế tạo bằng các lớp đan xen nhau gồm polime tích điện dương và âm với các hạt nano silic. Cấu trúc của tấm màng và lớp bọc silane fluorinated dạng sáp khiến cho nước giây lên nó, hình thành nên các hình cầu gần như hoàn hảo dễ dàng trôi đi. Đối với các vùng ưa nước (vùng mà các giọt nước bám vào), các nhà nghiên cứu đã cung cấp một polime ưa nước một cách tự nhiên tới những vùng được lựa chọn.
Ở những khu vực khô hạn trên thế giới, không có cách tiếp cận dễ dàng tới những nguồn nước sạch, loại vật liệu như vậy có thể được sử dụng để thu thập nước. Theo ứng dụng này, các vùng ưa nước của vật liệu sẽ hấp thụ độ ẩm trong không khí, thu gom các giọt nước và tích trữ lại, cho tới khi chúng tràn vào các vùng không ưa nước và chảy thành một kênh thu gom nước. Hiện tại, ở những nước khan hiếm nguồn nước sạch, người dân địa phương chỉ đơn thuần sử dụng những tấm lưới sợi polyproopylene lớn để lấy nước từ sương.
Andrew Parker, nhà sinh học của trường Đại học Oxford ở Luân Đôn cho rằng, công nghệ mới này sẽ làm tăng lượng nước thu được lên gấp 3 lần so với những tấm lưới không mấy hiệu quả hiện đang được sử dụng. Nếu vật liệu mới này có thể được bổ sung một cách đơn giản lên các viên ngói của các ngôi nhà ở những những khu vực có sương, thì có thể tạo ra một nguồn cung cấp nước mà chả phải tốn mấy công sức.
Phòng thí nghiệm của Rubner cũng đang nghiên cứu kỹ thuật này một cách cụ thể hơn. Ông cho biết, khi thu gom nước, nhóm nghiên cứu đã bổ sung một hóa chất vào vùng ưa nước, vì vậy nó có một chất kháng khuẩn để tiêu diệt vi khuẩn và các chất có hại khác. Phương pháp này làm sạch nước trong khi nó được tích trữ lại vì vậy lượng nước thu được rất an toàn cho mục đích sử dụng. Áp dụng kỹ thuật này, các nhà nghiên cứu có thể tiêu diệt được các loại vi khuẩn có hại phổ biến trong 4 phút.
Lớp bọc cũng có các ích lợi ở các ứng dụng y-sinh để tạo ra các con chip vi lỏng. Thông thường, các linh kiện vi lỏng chứa các kênh dài khoảng vài micromet được khắc axit vào các đĩa silic, thủy tinh hoặc chất dẻo. Sau đó, áp lực hoặc các điện trường điều khiển những dung lượng nhỏ bé của chất lỏng, thông thường là ở kích cỡ nano lit, chạy dọc theo những kênh này để cho các xét nghiệm chẩn đoán và nghiên cứu di truyền. Ví dụ, để xét nghiệm sự có mặt của một protein nào đó trong máu ta có thể cho máu vào một kênh và hướng cho nó tới một kênh nữa chứa một tác nhân hóa học có chức năng xác định protein này.
Rubner cho biết, so sánh với những thiết bị vi lỏng thông thường, chip vi lỏng dựa trên bề mặt mới này sẽ có lợi thế trong việc dễ trộn. Hiện nay, các con chíp cần có các van và bơm để di chuyển chất lỏng nhằm mục đích kích thích việc hòa trộn. Ông cho rằng ở nghiên cứu của nhóm, có thể trộn các hỗn hợp chỉ bằng cách điều khiển lượng chất lỏng đặt ở trên bề mặt. Bằng một cái ống hút, có thể bổ sung một cách chính xác các lượng chất lỏng vào hai rãnh ưa nước có vị trí sát nhau. Khi cho thêm nhiều chất lỏng, các giọt giãn ra khỏi đỉnh của các rãnh do các vùng không ưa nước bao quanh. Cuối cùng, các bề mặt đang giãn ra xoắn lại và trộn vào nhau.
Mặc dù những công dụng chính xác của vật liệu mới này vẫn chưa được xác định chắc chắn, nhưng vật liệu mới này mở ra rất nhiều triển vọng. Kenneth Wynne, giáo sư kỹ thuật hóa học ở trường Đại học Commonwealth Virginia cho rằng cách tạo mô hình các rãnh ưa nước trên một bề mặt không ưa nước theo phương pháp này rất mới và hữu ích.
N.P.A. (theo Technology Review, 26/5/2006)