眾所周知,地球上絕大多數的水是不能喝的。海水淡化可能是滿足世界飲用水需求的一項關鍵技術,現在韓國工程師已經開發出一種新的納米纖維膜,可以長期有效地運行。
誠然,淡化海水的方法有很多,但韓國這次研究的重點是膜蒸餾法。在這個過程中,薄膜一邊的鹽水被加熱,而另一邊的淡水保持低溫。液態水不能透過該膜,但來自熱側的水蒸氣仍然可以通過孔隙。由于蒸汽壓的差異,它會漂移到冷的一邊,在那里重新凝結成淡水。
問題是,鹽和其他污染物在膜上的堆積會影響它的擋水性。最終,鹽水會滲漏,使得淡水變得不那么新鮮,這就需要更換膜。
因此,在這項新研究中,韓國土木工程與建筑技術研究所(KICT)的研究人員創造了更先進的膜。通常情況下,它們是通過一種叫做電紡的工藝制成的,在這種工藝中,使用一種電力將帶電的納米纖維從噴嘴中抽出。
KICT團隊使用了一種叫做共軸電紡的版本,在打印過程中兩種不同的材料被混合在一起:一種叫PVDF-HFP的聚合物和硅氣凝膠。粗糙的表面有助于隔絕水,而硅氣凝膠就像一個熱絕緣體,防止冷的一面也隨反應升溫。這反過來又使蒸汽壓差保持在較高水平,使薄膜更有效率。
在測試中,該團隊使用新膜30天,發現在這30天之后,它仍然可以過濾掉99.99%的鹽。這比其他的電紡納米纖維薄膜的使用時間要長得多。研究小組說,其他電紡納膜在連續使用50小時以上就會開始泄漏。
該研究的首席研究員Yunchul Woo博士說:“共軸電紡納米纖維膜在處理海水溶液方面具有強大的潛力,同時又不會出現濕潤問題。”