Chỉ cần 2 - 3 volt điện sẽ giải phóng khoáng chất hòa tan từ nước biển để gắn kết cát ẩm lại thành chất rắn giống như đá.
Mặc dù nước biển ngày càng dâng nhanh hơn do biến đổi khí hậu, nhưng viễn cảnh về các thành phố bị ngập chìm dưới sóng biển là một tương lai còn rất xa. Trong khi đó, vấn đề cấp bách hơn chính là thuỷ triều dâng cao gây xói mòn, khiến đường bờ biển lùi lại và có nguy cơ gây thiệt hại về nhà cửa.
Đến nay đã có rất nhiều phương pháp ngăn chặn nguy cơ xói mòn, như xây dựng đê biển ngăn sạt lở. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi nhiều chi phí. Chính vì vậy, tiến sĩ Alessandro Rotta Loria từ Đại học Northwestern đã nghiên cứu cách thay thế cho phương pháp truyền thống này.
Kích thích điện sẽ kết dính cát ẩm lại thành cấu trúc rắn chắc. (Ảnh: Đại học Northwestern)
Khi quan sát cách các loài hai mảnh vỏ như ngao và trai chống chọi với sóng, cô nhận ra chúng hòa tan khoáng chất từ nước biển để tạo vỏ. Từ đó, Rotta Loria cùng đồng nghiệp tìm cách gắn kết các hạt cát nhằm tạo nên cấu trúc chắc chắn hơn.
Động vật thân mềm dựa vào năng lượng chúng giải phóng từ thức ăn để làm điều này, nhưng Rotta Loria nhận thấy dòng điện cũng có thể làm tương tự. Kích thích điện vừa phải sẽ giải phóng khoáng chất hòa tan từ nước biển để kết dính cát ẩm lại thành chất rắn giống như đá.
Chỉ cần 2 - 3 volt điện để kích hoạt những phản ứng hóa học mong muốn trong nước biển, tạo ra canxi carbonat - thành phần chính của san hô cứng, vỏ sò, đá vôi. Tăng điện áp thêm một chút sẽ tạo ra magiê hydroxide và hydromagnesit, thành phần của nhũ đá và măng đá.
Khi có cát, các phân tử này hoạt động như vữa giữa những viên gạch. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng phương pháp này hiệu quả với cát sắt thường có quanh núi lửa, cũng như các bãi biển silica.
"Sau khi được xử lý, cát trông giống như đá. Nó rắn và chắc, thay vì có dạng hạt và không kết dính. Bản thân các khoáng chất cũng bền chắc hơn nhiều so với bê tông, vì vậy cấu trúc cát thu được có thể trở nên chắc chắn và cứng như tường chắn biển", Rotta Loria nói.
Việc cát kết dính có thể diễn ra tức thời, nhưng để hiệu quả lâu dài, nhóm nghiên cứu nhận thấy cần duy trì điện áp trong vài ngày. Rotta Loria chia sẻ thêm: “Mục tiêu của tôi là phát triển một phương pháp có thể kết dính các chất nền biển mà không sử dụng xi măng thực sự".
Nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Communications Earth and Environment và hiện chưa được kiểm chứng ngoài phòng thí nghiệm. Nhóm nghiên cứu ước tính sẽ chỉ tốn 3 - 6 USD cho mỗi m3 tường cát sản xuất được, có giá thành thấp hơn 20 lần so với các phương pháp hiện tại.
