石墨烯又有了新用途，可以将海水转化为饮用水

研究人员表示，他们在追求高效海水淡化方面达到了一个重大转折点，即氧化石墨烯薄膜可以用作筛选海水中盐的筛子。

在这个阶段，这项技术仍然局限于实验室，但它向我们表明，也许有一天，我们可以迅速而轻松地将我们最丰富的资源之一——海水——转化为我们最稀缺的资源之一——清洁饮用水。

由英国曼彻斯特大学的拉胡尔·奈尔领导的团队展示了这种筛子能有效过滤其中的盐，实验的下一步是将其与现有的海水淡化膜进行比较。

奈尔说:“将具有均匀空隙尺寸的可收缩薄膜缩小到原子尺寸是实验中最重要的一步，这将为提高海水淡化技术的效率创造新的可能性。”。

“这为我们的实验指明了方向，也证实了我们描述的方法具有实用的可扩展性，可以大规模生产所需尺寸的石墨烯薄膜。”

长期以来，氧化石墨烯薄膜一直是过滤和脱盐道路上的一条潜在线索。但是，尽管许多团队已经开发出可以从水中筛出大颗粒的膜，但是需要更小的筛子来去除盐，这正是科学家们正在努力做的。

一个大问题是，当氧化石墨烯薄膜浸入水中时，它们会膨胀，所以盐颗粒可以通过这些膨胀的孔隙。

曼彻斯特的团队克服了这个问题，在氧化石墨烯的两面建造环氧墙，这样薄膜就不会在水中变胖。

这使他们能够精确控制膜的孔径，从而产生足够小的孔，最终过滤掉海水中所有常见的盐。

这一成就的关键在于，当普通盐溶解在水中时，它们会形成水分子的“保护壳”。

“水分子可以*行走，不是氯化钠。它需要水分子的帮助，”奈尔告诉英国广播公司的保罗·林孔。

盐周围形成的水分子保护壳比通道大，所以它不能通过通道

这不仅能使海水变成可饮用的水，还能使水分子快速通过膜屏障，这是海水淡化的最佳方法。

“毛细血管的大小约为一纳米，非常接近水分子的大小。这些分子形成了一个很好的互联装置，就像一列火车，”奈尔向林康解释道。

“这使得水流动得更快:当管道的尺寸很小时，会出现以下现象。当一边用力推动时，另一边的分子会因为它们之间的氢键而快速移动。”

如今，世界上几个主要的脱盐工厂已经使用聚合物膜来过滤盐分子，但是该过程仍然是低效和昂贵的，因此研究人员的最大目标是找到一种更快和更便宜的方法来实现该过程。

由于气候变化，未来我们将有大量的海水资源。格陵兰岛沿海地区的冰盖正在慢慢融化，并在不可逆转的道路上徘徊，这将导致海平面在2100年上升3.8厘米(1.5英寸)。如果整个格陵兰冰盖融化，后代将面临高达7.3米(24英寸)的海洋。

然而，与此同时，世界上许多地方仍然无法获得大量清洁饮用水。联合国预测，到2015年，14%的世界人口将面临水资源短缺，而这些国家中的大多数将无力负担大型海水淡化厂的高成本。

研究人员现在希望使用石墨烯作为基础筛，在大型工厂中高效生产小规模石墨烯，这样海水可以更容易转化。

在实验中，氧化石墨烯比单层石墨更容易制造，也更便宜，这意味着这种技术在大多数国家都是负担得起的，可以大量生产。

太平洋西北国家实验室的拉姆·德瓦纳塔(Ram Devanatha)说:“水分子和离子的选择性分离，通过物理上的上层间距限制，打开了以较低价格合成海水淡化膜的大门。”他没有参与这项研究，但在《自然新闻与展望》的一篇文章中提到了这一事实。

“这项研究的最终目标是创造一种过滤装置，可以用最少的能量输入从海水或废水中生产饮用水。”

他补充说，研究的下一步将是测试长时间使用时膜的耐久性和膜更换的频率。

蝌蚪工作人员从科学警报编译，翻译土豆同学，转载必须授权。

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