Việc cung cấp nước sạch luôn được coi là quyền cơ bản của con người ở nhiều khu vực, nhưng tình hình ở nhiều nơi trên thế giới rất khác nhau. Thế giới thứ ba đã đấu tranh cho nước uống sạch. Một loại mới của hệ thống vệ sinh nhôm dựa trên laser có thể giúp các nước đang phát triển cung cấp nước sạch và tiết kiệm cuộc sống.
Một nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi Subhash Singh của Viện Quang học tại Đại học Rochester ở New York tin rằng vệ sinh nước dựa trên năng lượng mặt trời có thể là chìa khóa để cung cấp nước sạch bền vững cho dân số thế giới đang phát triển nhanh chóng. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Sustainability.
Có rất nhiều hệ thống trên thị trường sử dụng ánh sáng mặt trời để làm sạch nước. Nhưng các hệ thống này có sai sót rõ ràng: các vấn đề về khả năng mở rộng. Một hệ thống có thể khử trùng một nhóm nhỏ người hoặc một gia đình có thể không được sử dụng nhiều cho toàn bộ thị trấn hoặc làng. Cùng với chi phí cao của hệ thống khử trùng nước, 1 trong 9 người (khoảng 785 triệu người) không thể có được nước sạch. Mỗi năm, 1 triệu người trên toàn thế giới chết vì thiếu nước sạch.
Nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một số vấn đề với hệ thống vệ sinh nước hiện tại, đặc biệt là vấn đề bốc hơi giao diện điều khiển bằng năng lượng mặt trời. Một vấn đề khác là hiệu ứng chặn làm giảm nghiêm trọng hiệu quả thiết bị. Ngoài ra, có một vấn đề rất quan trọng: máy lọc năng lượng mặt trời hiện tại chỉ có thể loại bỏ ô nhiễm sinh học. Ngoài ra còn có một số lượng lớn các chất ô nhiễm khác, đặc biệt là kim loại nặng, chưa được xử lý.
Nhóm nghiên cứu khuyên bạn nên sử dụng một bề mặt với sự hấp thụ siêu nước và hấp thụ siêu nhẹ để khử trùng nước bằng năng lượng mặt trời. Bề mặt này với sự hấp thụ nước siêu và hấp thụ siêu nhẹ bao gồm nhôm, rất dễ dàng để có được và chi phí thấp.
Tuy nhiên, nhôm không được xử lý không có đặc tính hấp thụ nước, và bề mặt của nó phản chiếu. Để giải quyết vấn đề này, nhóm nghiên cứu laser nhôm với xung laser femtosecond. Bề mặt xốp được tạo ra bởi xử lý laser này cho phép nước chạy với tốc độ ổn định khoảng 2 mm mỗi giây dưới ảnh hưởng của lực hấp dẫn. Điều này có nghĩa là nước có thể được vận chuyển đến bề mặt của thiết bị hấp thụ năng lượng mặt trời để khử trùng.
Do đó, bề mặt xốp này có thể được lắp đặt trên nền tảng nổi ở mọi góc độ để tăng tỷ lệ tia mặt trời. Điều này cũng có nghĩa là bảng điều khiển này được kết nối với hệ thống theo dõi mặt trời để theo dõi quỹ đạo của mặt trời và giữ mức khử trùng trong điều kiện tốt nhất.
Nhóm nghiên cứu không chỉ thử nghiệm nước bị ô nhiễm sinh học, mà còn thử nghiệm nước bị ô nhiễm bởi kim loại, chất thải gia đình và nông nghiệp và các chất ô nhiễm khác, và thấy rằng nó đáp ứng tiêu chuẩn của WHO về nước uống an toàn.