石墨烯濾膜可大幅降低海水淡化成本

        隨著(zhù)飲用水日益短缺，海水淡化可能是彌補這一缺口的一種方法。

　　本周早些時(shí)候在英國《自然·納米技術(shù)》雜志上公布的新研究或許是讓海水淡化——脫去水中鹽分，使之可以安全飲用——在世界更多地方成為可行選擇的重要一步。英國曼徹斯特大學(xué)改進(jìn)的石墨烯氧化物濾膜——一種可讓一些分子通過(guò)并擋住其他分子的選透性薄膜——可在過(guò)濾水的同時(shí)留下鹽離子。這其實(shí)是一種分子濾網(wǎng)。

　　找到新的淡水來(lái)源非常重要。據聯(lián)合國稱(chēng)，世界上約有12億人口缺少干凈的飲用水，占總人口的約20%。隨著(zhù)人口增長(cháng)和一定程度上由于氣候變化導致的現有水供應減少，這一數字預計還會(huì )增長(cháng)。因此有人提出，下一次世界“淘金熱”將是尋找水源。而另一些人則沒(méi)有這么樂(lè )觀(guān)，他們擔心水將引發(fā)未來(lái)戰爭。這種擔心并非沒(méi)有道理，也門(mén)當前的戰爭就是跟水沖突有關(guān)，至少在一定程度上如此。

　　盡管全世界并不缺乏水，但淡水稀缺，只占水總量的不到3%。地球表面的70%以上都是水，但其中的97%不可飲用，因為這些水要么是鹽水，要么有咸味(鹽水和淡水混合)。除了游泳時(shí)偶爾吸入海水外，人類(lèi)飲用海水會(huì )導致脫水并終死亡。

　　海水淡化可能是一個(gè)解決方案。畢竟這種技術(shù)已在中東和開(kāi)曼群島的一些地方投入使用。目前使用的有兩種技術(shù)，一種是多級閃蒸法，是通過(guò)一系列熱交換將一部分水快速加熱成水蒸氣;還有一種是反滲透法，利用高壓泵讓海水通過(guò)反滲透膜，去除離子和顆粒，使之成為飲用水。

　　美國太平洋西北國家實(shí)驗室能源與環(huán)境部研究員拉姆·德瓦納森在一篇與這項研究同時(shí)發(fā)表的文章中寫(xiě)道：“目前的海水淡化方法屬于能源密集型，會(huì )對環(huán)境產(chǎn)生負面影響。另外，能源的生產(chǎn)消耗大量水，并且會(huì )產(chǎn)生需要用更多能源進(jìn)行處理的廢水。”

　　石墨烯氧化物濾膜是相對便宜的替代方法，因為可以在實(shí)驗室中以低成本制造出來(lái)，而且水很容易通過(guò)，鹽卻不行。但如果大規模浸入水中的話(huà)，石墨烯氧化物濾膜往往會(huì )迅速膨脹。一旦膨脹，這種薄膜不僅會(huì )滲透水，也會(huì )讓鹽中的鈉和鎂離子通過(guò)，從而失去過(guò)濾的作用。