
面对世界不断增长的人口与不断变化的气候,野火、干旱等自然灾害频繁发生,洁净水源变得越来越珍贵。
据联合国2019年的报告指出,全球近一半人口,约36亿人每年至少有一个月生活在缺水状态中。若不采取适当措施,到2050年这一数字将增长至48至57亿。解决水资源短缺的问题,一个看似简单的方案是将海水转化为淡水。如何大规模、低成本且可持续地进行海水淡化成为了一大难题。
传统的海水淡化方法,如反渗透法,虽然已经在一些地区成功应用,但存在能源消耗大、塑料滤膜成本高且易堵塞等问题。一种新兴的膜蒸馏技术引起了人们的关注。这种技术利用太阳能蒸发海水,然后通过疏水膜过滤水蒸气,再冷凝成淡水。该技术所使用的疏水膜材料主要基于石油产业的高聚物,不仅保温效果不佳,而且难以降解,易造成环境问题。
针对这些问题,科罗拉多大学博尔德分校和马里兰大学的研究人员开始寻找新的解决方案。他们利用木材制作了一种超薄过滤膜,以替代广泛使用的石油衍生塑料薄膜。这种只有0.5毫米的薄膜具有可持续性,并且可能比传统塑料膜更环保。
这种新型海水滤膜的制作过程相当独特。研究人员首先通过一系列处理,包括煮沸、清洗和漂白,去除木材中的杂质和木质素,保留其纳米多孔结构。然后,他们利用化学反应改变木质表面的亲水性,使其具有疏水性能。这种材料制成的过滤膜能够利用热量进行高效蒸馏,比烧水制造水蒸气消耗的能量小得多。
尽管这种纳米木膜在理论上具有许多优势,但实际应用中仍存在一些问题。例如,它的过滤效率目前只有商用塑料膜的一半左右。研究人员正在寻找解决方案,例如使用更理想的木材和更薄的膜来提高效率。他们还在研究如何制造在高温和恶劣化学条件下更耐用的过滤膜。尽管当前实验结果尚不理想,但研究者们充满信心,相信纳米木膜未来有望成为海水淡化的高效环保解决方案。面临全球性水资源短缺的挑战,科学家不断摸索新的方法以实现海水的高效淡化。这项研究是朝着这个目标迈出的一步,虽然仍有待改进和完善,但它为未来提供了巨大的希望与潜力。希望在不远的将来,纳米木膜能为人类解决水资源短缺问题贡献自己的力量。如需深入了解这一话题或获取更多相关知识科普资讯推荐关注果壳ID:Guokr42)。
