Photphat được tìm thấy trong vỏ trái đất, là thành phần quan trọng cho sự phát triển của các loài động, thực vật thủy sinh. Tuy nhiên, biến đổi khí hậu và tác động của con người đã khiến những chất này bị rửa trôi, phần lớn ngấm vào nguồn nước. Một hậu quả của việc này là hiện tượng tảo nở hoa bao phủ trên bề mặt một số sông, hồ, khiến các sinh vật bị thiếu oxy, dẫn đến chết hàng loạt.
Mặt khác, photphat thường được sử dụng trong sản xuất phân bón cho ngành nông nghiệp, cho các bãi cỏ và vườn ở các khu đô thị và cũng được tìm thấy trong phân vật nuôi và động vật hoang dã.
Mới đây, các nhà khoa học tại Đại học Northwestern (Mỹ) đã tìm ra cách giải quyết vấn đề dư thừa photphat trong nước bằng một loại bọt biển mới, được gọi là màng nhẹ loại bỏ photphat và phục hồi (PEARL).
Đồng tác giả Vinayak Dravid và Stephanie Ribet với màng PEARL mới được phát triển
PEARL là một vật liệu xốp linh hoạt, được phủ bằng các cấu trúc nano liên kết với các ion photphat do đó có thể hút chọn lọc 99% photphat từ nước ô nhiễm. Bằng cách tinh chỉnh nồng độ pH trong vật liệu, nó có thể giải phóng hợp chất và cho phép tái sử dụng miếng bọt biển nhiều lần.
Những khả năng này đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm trên nhiều mẫu nước lấy từ môi trường tự nhiên, thu thập từ khắp Chicago (Mỹ) với miếng bọt biển được sử dụng với khối lượng từ miligam đến kilôgam. Qua quá trình thử nghiệm, các nhà nghiên cứu thừa nhận rằng, công nghệ này có thể cung cấp một cách hiệu quả hơn nhiều để làm sạch ô nhiễm photphat so với những phương pháp hiện tại vốn tốn kém, phức tạp và tạo ra chất thải.
Vinayak Dravid, tác giả nghiên cứu cho biết: Người ta luôn mong muốn một sản phẩm vừa có hiệu quả vừa đơn giản lại tiết kiệm chi phí. Điều này rất khó để có thể thực hiện được nhưng miếng bọt biển của chúng tôi dường như có thể đáp ứng tất cả các tiêu chí trên.
Bởi vì bọt biển có thể bắt giữ được photphat trong nước, đồng thời có khả năng giải phóng chất này để tạo dưỡng chất cho các loại cây trồng phát triển. Các nhà khoa học cũng coi photphat như một giải pháp tiềm năng cho sự thiếu hụt tài nguyên trong tương lai.
PEARL được xây dựng dựa trên một phiên bản trước đó có khả năng loại bỏ và thu hồi dầu từ nước ô nhiễm một cách có chọn lọc. Vì vậy, bằng cách thay đổi vật liệu nano trong lớp phủ, nhóm nghiên cứu hy vọng miếng bọt biển có thể làm sạch kim loại nặng; cũng như nhiều chỉnh sửa hơn trong thiết kế có thể cho phép nó giải quyết nhiều chất ô nhiễm cùng một lúc.