【科学强国】全球淡水危机！如何高效把海水变饮用水？

据世界气象组织发布的最新报告，2018年，全球已经至少有36亿人每年至少有一个月面临用水量不足的困境，而这种情况持续到2050年时，全球缺水的人数预计将要达到50亿。这份报告指出，在过去的20年间，地球的地下水水面一直在以每年1厘米的速度下降，而且这种下降速度将会一直保持稳定，给全球水安全造成重大影响。

　　可能大家会有疑问，明明地球上的水资源如此众多，地球70%都是被水覆盖，为何会缺水呢？其实，这些水大部分都是海水资源，人类无法直接饮用，75亿人在地球上可以直接饮用的安全水只有3%而已。

　　面对缺水问题，科学家一直在探讨如何利用好海水资源——如何高效把海水变饮用水？

　　可惜的是，当下通过海水淡化技术生产饮用水的方法往往能耗极高。目前，淡化海水的方法主要有两种：热法，即利用热量蒸发海水，使海水凝结成纯水；反渗透法，即利用压力迫使海水通过一层阻挡盐分的薄膜，令水和杂质分离。这两种方法都非常耗能。

　　最近，东京大学的研究人员首次利用氟基纳米材料成功从水中过滤出盐。与目前的海水淡化方法相比，含氟纳米通道速度更快，需要的压力更小，耗能也更少，是一种更高效的过滤器。

　　研究小组通过化学合成的纳米级氟环来制造测试过滤膜，纳米级氟环被堆叠并嵌入到不透水的脂质层中，类似于组成细胞壁的有机分子。一根头发大约有10万纳米宽，研究人员制作的出的测试样品纳米环直径大约在1到2纳米之间。为了测试膜的有效性，研究人员测量了膜两侧盐水中的氯离子浓度。

　　研究结果显示，测试样本比典型的工业设备运行速度快几千倍，比基于碳纳米管的海水淡化实验设备快2400倍。这是因为氟是阴离子，它排斥同为阴离子的氯离子。它将所谓的水团打破，形成松散结合的水分子团，使得流体能更快地通过通道。这种氟基水淡化薄膜更有效、更快速、操作所需能量更少，而且使用起来也非常简单。

　　当然，这种技术要使用到日常还需要很长的时间研究。期望科学家们继续研究新方法、好方法。希望有朝一日，人类不用因缺水而烦恼，而是能好好利用海洋水资源！

　　作者：麦婉华

　　编辑：郭玲

　　审校：龚紫陌