Trong khi các phòng thí nghiệm triệu đô trên thế giới đang loay hoay với bài toán vi nhựa, một nữ sinh 18 tuổi hiện học tại trường Trung học Kettle Run, tiểu bang Virginia (Mỹ) đã tìm ra câu trả lời trong... gara nhà mình.
Hệ thống lọc nước của nữ sinh Mia Heller tận dụng sức mạnh của ferrofluid (chất lỏng từ tính) - một loại dầu từ tính liên kết với các hạt vi nhựa trong nước chảy, Smithsonian Magazine thông tin cuối tháng 3/2026.
Từ gara nhà đến phát minh đột phá
Mùa xuân năm 2024, Heller nảy ra ý tưởng lọc vi nhựa trong nước. Đến hè 2025, cô bắt đầu thực sự bắt tay vào làm. Sau nhiều tháng mày mò trong gara và nhà bếp - Mia Heller phát triển thành công một nguyên mẫu hoạt động được.
Nữ sinh Mia Heller - tác giả của phát minh lọc vi nhựa trong nước bằng ferrofluid. Ảnh: Smithsonian Magazine
Chìa khóa của phát minh là ferrofluid. Heller nhận ra rằng ferrofluid có khả năng bám dính vào các hạt vi nhựa khi chúng tiếp xúc trong nước chảy. Và nếu ferrofluid bám vào vi nhựa, thì một nam châm sẽ kéo toàn bộ hỗn hợp đó ra khỏi nước một cách sạch, gọn, không cần màng lọc.
Nhưng bản mẫu đầu tiên vẫn còn một điểm yếu: Ferrofluid sau khi dùng bị thải bỏ, không tái sử dụng được. Heller không chấp nhận điều đó.
Ferrofluid là hỗn dịch gồm các hạt từ tính siêu nhỏ phân tán đều trong một chất lỏng mang (dung môi), với độ từ hóa bão hòa cao.
"Nếu tôi có thể tạo ra một hệ thống tự làm sạch và tái sử dụng nguyên liệu," cô nói, " thì nhu cầu bảo trì sẽ giảm đi rất nhiều."
Và cô tiếp tục. Năm lần thất bại, năm lần thay đổi thiết kế. Vấn đề khó nhất là làm thế nào để ferrofluid - loại dầu đặc hơn nước - có thể di chuyển ngược chiều vào buồng nước mà không bị tắc nghẽn, trong khi vẫn phải phối hợp nhịp nhàng với quá trình tách từ trường và thu hồi.
Cuối cùng, cô giải quyết được.
Bộ lọc nước có kích thước bằng bao bột mì
Nguyên mẫu hiện tại của Heller có kích thước bằng một bao bột mì tiêu chuẩn, gồm ba mô-đun. Mô-đun đầu chứa nước bẩn, mô-đun thứ hai chứa ferrofluid.
Quá trình cốt lõi diễn ra trong mô-đun thứ ba - nhỏ hơn nhiều: Từ trường kéo vi nhựa ra khỏi nước, ferrofluid được thu hồi và tái sử dụng trong một vòng khép kín.
Nguyên mẫu hiện tại của Heller, có kích thước tương đương một bao bột mì tiêu chuẩn, bao gồm ba mô-đun. Ảnh: Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế Regeneron
Để đo hiệu quả, Heller tự chế tạo thêm một cảm biến độ đục (thiết bị đo lượng chất rắn lơ lửng trong chất lỏng) để tính chính xác phần trăm vi nhựa được loại bỏ.
Kết quả khiến giới khoa học phải chú ý
Bộ lọc loại bỏ thành công 96% vi nhựa và tái sử dụng được 87,15% ferrofluid.
Trong khi đó, các nhà máy xử lý nước uống truyền thống chỉ loại bỏ được từ 70 đến hơn 90% vi nhựa - và với chi phí vận hành khổng lồ, màng lọc thường xuyên phải thay.
"Kết quả là một hệ thống lọc giá thành thấp, ít rác thải, không cần màng lọc cứng," Heller tóm tắt.
Vi nhựa là những hạt nhựa siêu nhỏ, từ 1 nanomet đến 5 milimet. Chúng đang xâm nhập không chỉ vào môi trường, mà còn vào cơ thể của con người và động vật. Ảnh minh họa.
Phát minh của cô nữ sinh Mỹ đã nhận được một số giải thưởng xứng đáng. Heller là một trong những người lọt vào vòng chung kết của Hội chợ Khoa học và Kỹ thuật Quốc tế Regeneron năm 2025 - cuộc thi khoa học toàn cầu lớn nhất thế giới dành cho học sinh trung học.
Tại đó, cô đã được Hiệp hội Văn phòng Sáng chế và Thương hiệu (PTOS) trao tặng giải thưởng đặc biệt trị giá 500 USD cho công nghệ lọc nước hiệu quả, chi phí thấp và đầy sáng tạo của mình.
Giới khoa học nói gì?
Matthew J. Campen, nhà độc chất học tại Đại học New Mexico - người đã dành nhiều năm nghiên cứu tác hại của vi nhựa lên não người - không giấu sự hào hứng khi đọc về nghiên cứu của Heller.
"Đây thực sự là một ý tưởng xuất sắc. Cô ấy đang làm một việc cần phải làm" ông nói. Và ông tin rằng nếu được đầu tư bài bản, những con số hiệu suất đó sẽ còn được cải thiện hơn nữa.
Tất nhiên, khoa học không vội vàng. Campen đặt ra những câu hỏi cần thiết: Ferrofluid sau khi thu hồi vi nhựa có để lại chất cặn nào không? Hệ thống này có thể mở rộng quy mô lên cấp độ nhà máy xử lý nước không? Hay nó chỉ phù hợp với từng hộ gia đình?
Bản thân Heller xác định đây là hệ thống lọc dùng tại nhà - lắp dưới bồn rửa chén, tương tự bình lọc nhưng không cần thay lõi.
Nguồn: Smithsonian Magazine
Trang Ly
