这种石墨烯过滤器可以使饮用海水更便宜

本周早些时候发表在《自然纳米技术》杂志上的一项新研究可能是让淡化水（去除盐分，使其可以安全饮用）成为世界更多地区可行选择的重要一步。曼彻斯特大学的研究人员对氧化石墨烯膜进行了改进，氧化石墨烯膜是一种选择性渗透膜，允许某些分子通过，而其他分子则被阻挡在外，从而使水通过的同时捕获盐离子。它本质上是一种分子筛。

寻找新的淡水资源非常重要，因为根据联合国的数据，全球大约 20% 的人口（12 亿人）无法获得干净的饮用水。随着人口增加和现有水资源减少（部分原因是气候变化），这一数字预计还会增长。这一现实导致一些人认为，世界下一次“淘金热”将是水资源。另一些人则不那么乐观，担心未来的战争将因水资源而起。这种担忧并非毫无道理：目前在也门肆虐的战争至少在一定程度上与水资源冲突有关。

但是，虽然淡水稀缺（全球淡水仅占 3%），但水本身却不稀缺。地球上超过 70% 的水都是水，但 97% 的水都不能饮用，因为要么是盐，要么是咸水（咸水和淡水的混合物）。除了游泳时偶尔喝一口海水，饮用盐水对人类来说也是危险的——它会导致脱水，最终导致死亡。因此《古舟子咏》中有句名言：“到处都是水，却没有一滴可以喝。”

海水淡化可能是一种解决方案。毕竟，这项技术已经在中东和开曼群岛的部分地区使用。然而，目前采用的两种技术——多级闪蒸（通过一系列热交换将一部分水闪蒸成蒸汽）和反渗透（使用高压泵将海水推过反渗透膜以去除饮用水中的离子和颗粒）有几个关键的缺点。

太平洋西北国家实验室能源与环境理事会研究员拉姆·德瓦纳坦在研究随附的一篇专栏文章中写道：“目前的海水淡化方法耗能大，对环境产生不利影响。此外，能源生产会消耗大量的水，并产生需要进一步投入能源进行处理的废水。”

氧化石墨烯膜有望成为一种相对廉价的替代品，因为它们可以在实验室中廉价生产——尽管水很容易穿过它们，但盐却不能。然而，当大量浸入水中时，氧化石墨烯膜往往会迅速膨胀。一旦膨胀，膜不仅允许水通过，还允许钠和镁离子（即盐）通过，从而破坏过滤的目的。

研究作者 Rahul Nair 和他的同事发现，通过在氧化石墨烯的两侧放置环氧树脂制成的壁，他们可以阻止膨胀。通过用树脂限制膜，他们能够微调毛细管尺寸，以防止任何错误的盐搭上水分子的便车。

下一步将进行工业规模测试，看看这种方法是否可行。如果有效，许多人可能只需喝（一杯水）就可以了。