@ 2013.03.19 , 23:19

海水净化可以更简单:用石墨烯做滤网

虽然地球有四分之三的面积被水所覆盖,但是其中可以安全饮用的水可是少之又少,就连联合国的千禧年发展规划中也把“解决饮用水短缺”(link)问题提上了日程表。幸运的是,洛克希德马丁公司近日宣布了一项新的计划——用石墨烯(wiki)来“过滤”海水。

若是一切顺利的话,有可能在年底之前就会有一台原型机面世。

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说到其原理,倒是简单:把一片石墨烯打上许多小孔,其粗细只允许水分子通过,但是却可以将钠离子和氯离子过滤掉(如配图所示,水分子是红色和白色的米奇老鼠状物质)。

这种将水中盐分通过各种方式去除并使其能被安全饮用的工序是“脱盐”(desalination),人类已经掌握并使用了这种技术长达一千多年。不过脱盐技术(如蒸馏)都普遍存在着一个问题:价格昂贵。

通常情况下,只有如沙特阿拉伯这种位处沙漠,又富得流油的国家才会有钱用海水脱盐技术给本国民众提供水资源。虽然因为科技的发展,常规的脱盐技术的价格正在一步步降低,但对于世界上大部分缺水人口来说,这还会是一笔很大的开销。

常见的脱盐技术有两种:蒸馏和蒸汽压渗透法。蒸馏是最为原始的方法,最早是由海上航行的海员们使用的:通过加热海水,再将捕获的水蒸气冷凝。由于加温和冷却都需要大量的能量,所以蒸馏法是十分低效的。蒸汽压渗透法则更为常用:在高压下使水通过多个过滤层,每层过滤层都会去除掉一点盐分,在使水透过过滤层的时候会消耗大量的能量。

洛克西德马丁公司打算使用的石墨稀材料十分厉害,它的厚度只有一个原子,但是硬度却高过铁的数千遍,只要在上面打上许多只有一纳米粗细的小孔,就能只允许海水当中的水分子通过。因为该过程中几乎只需要几片石墨稀来过滤海水,因此十分节能。

人类人口有百分之四十四居住在沿海地带,这对他们可是个好消息。本文译自 Popular Science,由译者 mighty虎大仙 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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