新發(fā)現(xiàn)：納米木膜可淡化海水

“以木材為原料制成的納米木膜，可淡化海水。”這一技術(shù)的出現(xiàn)，成為該領(lǐng)域的一大亮點(diǎn)。

近期，國外一所大學(xué)的研究者們，成功地用木材制成了一種厚度為0.5毫米的超薄過濾膜——納米木膜，來淡化海水、凈化水質(zhì)。相對于傳統(tǒng)的海水淡化技術(shù)，此法不僅節(jié)能環(huán)保，而且造價低廉，或可代替市場上廣泛使用的由石油衍生的塑料過濾膜，成為新一代海水淡化的“神器”。

水資源短缺是開展此項(xiàng)目研究的根本原因。全球總水量約為14億立方千米，海水約占97%，可供人類飲用的淡水約占2%。隨著全球人口增加和氣候變化，淡水資源日益緊張，人類被迫將目光轉(zhuǎn)向海水。

傳統(tǒng)海水淡化工藝主要分為蒸餾法和膜法兩類，使用較多的方法是膜法中的反滲透技術(shù)，對海水加壓，使其進(jìn)入多孔薄膜進(jìn)行過濾，以此去除海水中的雜質(zhì)和鹽分。目前中東等地區(qū)就在使用這一技術(shù)。這種方法不僅會耗費(fèi)巨大的能源，還會大量消耗造價昂貴又易損壞的塑料過濾膜，因此有“一碗水，一碗油”之說。

納米木膜的淡化原理則綜合了蒸餾法與膜法兩者的優(yōu)長，使用疏水的微孔膜對海水溶液進(jìn)行淡化。常壓下，液態(tài)水由于水的表面張力作用，不能透過膜的微孔，而水蒸氣則可以。當(dāng)膜的兩側(cè)存在一定的溫差時，由于蒸氣壓的差異，水蒸氣則順勢透過微孔，在另一側(cè)冷凝下來成為淡水。

在實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員對這種材料制成的過濾膜一側(cè)加熱，流過薄膜這一側(cè)的水就會快速蒸發(fā)。使用這種方法產(chǎn)生水蒸氣，比燒水產(chǎn)生水蒸氣消耗的能量要小得多。而且，這種膜的孔穴也比商用塑料膜多，使得水蒸氣更易透過。

除了低能耗，使用納米木膜淡化海水，具有易操作、可持續(xù)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，能夠在常壓下進(jìn)行，設(shè)備簡單、操作方便，在技術(shù)力量比較薄弱的地區(qū)也能實(shí)現(xiàn)。而且，使用蒸餾法提取淡水，只有水蒸氣可穿過薄膜，淡水純凈度會提高。此外，從環(huán)保角度考慮，木制薄膜也方便降解。

不過，納米木膜并非十全十美。木材自身疏水性較差，需要在制作過程中對木材進(jìn)行再處理，會產(chǎn)生附加成本。此次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每平方米木膜每小時只能過濾大約20千克水，效率僅為商用塑料過濾膜的一半。研究人員認(rèn)為，造成該問題的原因是最終制成的膜比預(yù)想的更厚、氣孔更小，而改用其他氣孔大小更理想的木材，制作更薄的膜，可解決該問題。

總之，納米木膜的發(fā)展前景是令人期待的，一旦解決了淡化的效率問題，或?qū)⒋嫠芰线^濾膜成為商業(yè)化淡化海水的主力軍，更加高效環(huán)保地獲取淡水。無疑，這也將助力海上軍事力量的淡水保障。(李 超 董彥均 劉思彬)

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