Cuối tuần trước, tôi chứng kiến ​​hàng xóm vật lộn với cái máy lọc không khí cồng kềnh to bằng cái tủ lạnh mini. Nó kêu vo vo như động cơ phản lực và cần thay bộ lọc mỗi tháng. Trong khi đó, ngay bên ngoài cửa sổ nhà anh ấy, một cây sồi đơn độc đang lặng lẽ lọc khí carbon dioxide khỏi không khí—không dây điện, không tiếng ồn, chỉ có ánh nắng và hóa chất.

Giờ hãy tưởng tượng nếu chúng ta có thể chế tạo một thứ hoạt động giống như chiếc lá đó… nhưng nhanh hơn, bền hơn và đáp ứng được nhu cầu. Hóa ra, chúng ta đã làm được rồi. Hãy cùng xem "chiếc lá nhân tạo" - một thiết bị bóng bẩy, chạy bằng năng lượng mặt trời, không chỉ mô phỏng quá trình quang hợp mà còn nâng cấp nó.

Lá nhân tạo thực sự hoạt động như thế nào?

Không giống như lá thật, vốn dựa vào chất diệp lục và các con đường sinh hóa chậm, lá nhân tạo sử dụng các vật liệu hấp thụ ánh sáng—như perovskite hoặc silicon—và các chất xúc tác như coban hoặc niken để phân tách nước và hút CO₂ trực tiếp từ không khí. Kết quả là gì? Oxy được giải phóng sạch sẽ, và carbon được chuyển đổi thành nhiên liệu hữu ích hoặc được lưu trữ an toàn. Hãy tưởng tượng nó như quá trình quang hợp trên cà phê espresso.

1. Một nguyên mẫu được phát triển tại một phòng thí nghiệm của trường đại học vào năm 2023 đã thu giữ CO₂ với tốc độ nhanh hơn 10 lần so với một cây phong trưởng thành có cùng diện tích bề mặt—chỉ sử dụng ánh sáng mặt trời và độ ẩm xung quanh.

2. Các thiết bị này thường bao gồm một màng phản ứng với độ ẩm, "mở" ra trong không khí ẩm để hút CO₂ vào, sau đó "đóng" lại để cô đặc lại để chuyển đổi—giống như cách khí khổng hoạt động, nhưng được thiết kế để đạt hiệu quả cao hơn.

3. Một số mô hình được tích hợp trực tiếp vào mặt tiền tòa nhà, biến toàn bộ bức tường thành bề mặt lọc carbon mà không cần thêm đất hoặc nước.

Bạn có thể nhìn thấy chúng ở đâu ngoài đời thực?/h3>

Đây không còn là khoa học viễn tưởng nữa. Lá nhân tạo đang dần rời khỏi phòng thí nghiệm và len lỏi vào không gian sống hàng ngày—âm thầm thay đổi cách chúng ta nghĩ về chất lượng không khí đô thị và năng lượng tái tạo.

1. Trong một dự án thí điểm tại một thành phố ven biển, các trạm xe buýt đã được lắp đặt các tấm lá nhân tạo không chỉ làm sạch không khí mà còn tạo ra một lượng nhỏ khí tổng hợp (hỗn hợp hydro và carbon monoxide) dùng để cung cấp năng lượng cho đèn LED vào ban đêm.

2. Một công ty khởi nghiệp gần đây đã ra mắt "mảng lá" trên mái nhà cho các tòa nhà chung cư—mỗi căn hộ có kích thước khoảng một ô cửa sổ—có thể hấp thụ khoảng 200 kg CO₂ mỗi năm, tương đương với việc trồng ba cây xanh mới.

3. Các nhà nghiên cứu đang thử nghiệm các phiên bản đeo được: hãy tưởng tượng một chiếc ba lô với một lớp màng mỏng giống như lá cây có thể lọc sạch CO₂ khi bạn đi qua các khu vực đông đúc xe cộ, mang lại cho bạn không khí trong lành hơn với mỗi bước chân.

Làm thế nào để ủng hộ hoặc tự mình thử nghiệm công nghệ này?

Bạn không cần bằng tiến sĩ để tham gia vào sáng kiến ​​này. Cho dù bạn là chủ nhà, sinh viên hay chỉ đơn giản là tò mò, vẫn có những cách thực tế để tham gia hoặc thậm chí thử nghiệm ở mức độ cơ bản.

1. Tìm kiếm các khoản tài trợ công nghệ sạch cộng đồng—nhiều thành phố hiện đang tài trợ cho các buổi trình diễn thu giữ carbon quy mô nhỏ, bao gồm cả việc lắp đặt lá nhân tạo trong các khu vườn công cộng hoặc trường học.

2. Xây dựng một mô hình giáo dục đơn giản bằng cách sử dụng pin mặt trời nhạy sáng (có sẵn trong bộ dụng cụ khoa học) kết hợp với chỉ báo bicacbonat để theo dõi trực quan sự hấp thụ CO₂ dưới ánh sáng.

3. Hỗ trợ các công ty phát triển công nghệ này bằng cách lựa chọn các nhà cung cấp năng lượng xanh đầu tư vào công nghệ loại bỏ carbon thế hệ tiếp theo—một số hiện đã liệt kê quang hợp nhân tạo trong báo cáo phát triển bền vững của họ.

Chúng ta đã dành hàng thập kỷ chờ đợi thiên nhiên cứu chúng ta khỏi thảm họa khí hậu do chính chúng ta gây ra. Nhưng nếu câu trả lời không chỉ là trồng thêm cây xanh—mà là học hỏi từ chúng, rồi xây dựng một thứ gì đó tốt đẹp hơn thì sao? Lá nhân tạo sẽ không thể thay thế rừng—chúng không được tạo ra để làm điều đó. Nhưng chúng có thể là những đồng minh thầm lặng, không biết mệt mỏi mà chúng ta cần trong các thành phố, nhà máy, và thậm chí cả sân sau nhà mình. Lần tới khi bạn nhìn thấy ánh nắng lấp lánh trên cửa sổ, hãy tưởng tượng nó cung cấp năng lượng cho một chiếc lá thở cho tất cả chúng ta.