Nước có cấu trúc đơn giản nhưng tại sao nhân loại vẫn không thể tự tạo ra được?

Mặc dù ai cũng hiểu được tầm quan trọng của nước, giá trị của thứ tài nguyên tưởng như dồi dào đang tăng tỷ lệ thuận với số lượng sinh vật sử dụng nước để sinh tồn. Với những quốc gia chưa phát triển, vấn đề mang tên “nước” luôn hiện hữu khiến họ khó bề yên giấc.

Có những địa điểm chưa từng được hưởng dòng nước sạch chảy dưới chân suốt hàng thế kỷ, lại có những khu vực thừa mứa thứ nước độc hại không thể hấp thụ. Trên Trái Đất tồn tại những nơi sẽ không thể có nước trong tương lai dự đoán được.

Cấu trúc phân tử hoá học của nước đã được tìm ra từ rất lâu trong nền khoa học của nhân loại.

Bài học Hóa ai cũng nằm lòng chỉ ra hai thành tố đơn giản tạo nên chất dẫn cho sự sống, là hydro và oxy. Nếu nước đáng quý đến vậy, tạo sao không sử dụng hai chất vừa sẵn, vừa rẻ để sản xuất nước với số lượng lớn? Khó khăn gì việc gắn hydro và oxy để tạo nước? Hóa ra, vấn đề này khó hơn ta tưởng.

Hành động tạo nước sẽ cần hai chất nói trên, nhưng khi đổ chúng vào cốc thì đây chỉ đơn thuần là hỗn hợp hydro và oxy thôi. Để ép các electron liên kết với nhau tạo nước, ta cần truyền năng lượng vào tổ hợp chất để khiến hydro và oxy ôm chặt lấy nhau, biến thành dạng lỏng.

Bởi hydro rất dễ bắt lửa và oxy lại hỗ trợ sự cháy, quá trình tạo nước bằng năng lượng dễ vô cùng. Chẳng cần tới lửa, một chớp điện cũng có thể khiến tổ hợp ngay lập tức phản ứng, tạo ra nước khi các electron của hydro và oxy hòa vào nhau trong điệu nhảy hiển vi.

Nhưng vì hydro rất dễ cháy và oxy phản ứng tựa dầu đổ vào lửa, chớp điện sẽ khiến tổ hợp chất nổ tung, và nếu lượng chất đủ lớn, vụ nổ sẽ gây thiệt hại nặng nề. Thảm kịch liên quan tới khinh khí cầu hydro Hindenburg là ví dụ trực quan nhất.

Việc tạo ra đủ nước cho nhân loại bằng quá trình chết người kể trên sẽ vừa tốn kém, mang quy mô khó tưởng tượng và vô cùng nguy hiểm. Tuy vậy, người tham gia giao thông một thế kỷ trước vẫn nghĩ rằng động cơ đốt trong - tạo động lượng bằng một loạt những vụ nổ nhỏ được động cơ kiểm soát chặt chẽ - nguy hiểm lắm. Còn có thể đặt giả thuyết so sánh cách con người nhìn động cơ điện hay pin trữ năng lượng hôm nay và sau này, nhưng có lẽ bài viết gây khát sẽ đi lạc đề.

Quá trình tạo ra nước từ những vụ nổ nhỏ của hydro và oxy nguy hiểm hôm nay, nhưng tiến bộ khoa học có thể sẽ kiểm soát được nó về sau. Suy cho cùng, hoàn cảnh ép buộc sẽ khiến ta nảy sinh sáng chế.

Với sự phát triển của khoa học thì nhân loại mới chỉ dừng lại ở tổng hợp nước có sẵn trong không khí chứ cũng chưa thể sản xuất ra nước từ hai nguyên liệu hydro và oxy.

Có những doanh nghiệp dốc tiền nghiên cứu sản xuất những cỗ máy có khả năng trích xuất nước từ không khí, với năng suất phụ thuộc vào điều kiện thời tiết địa phương. Khi không khí nóng ẩm, lượng nước những cỗ máy này có được sẽ cao, và trường hợp ngược lại sẽ xảy ra khi máy đặt trong không khí lạnh và khô.

Nắng gắt là điểm chung của các khu vực khô nóng, và đó sẽ lại là nguồn năng lượng cho chính chiếc máy tạo nước. Có những công ty kết hợp hai công nghệ vào một thiết bị, vừa có thể lọc nước từ không khí lại vừa sử dụng chính năng lượng từ ánh nắng để hậu thuẫn quá trình này.

Nước trong khí quyển không chỉ ẩn mình trong không khí quanh ta, mà còn tích tụ dưới dạng những đám mây đang lơ lửng trên cao. Sẽ ra sao nếu ta kích mưa bằng máy bay chuyên dụng?

Hóa ra, táy máy nghịch những thế lực thiên nhiên bất khả chế ngự có thể dẫn tới những hậu quả khó lường.

Theo Tạp chí Điện tử