原标题：海水变淡水，仅需一张膜？
作者：Prachi Patel
译者：李珩
修改：悲催的铊宝宝
审稿：Yuki
国际人口不断添加，气候不断改动，随之而来的是不断添加的野火和干旱等自然灾害，洁净水源正在成为越来越宝贵的资源。
依据联合国2019年的陈述，国际上近一半人（约36亿），每年至少有一个月生活在潜在缺水的区域。假如不采纳恰当的手法，到2050年这个数字将会添加到48~57亿。要处理水资源匮乏，有一个看上去十分简略的办法——将海水转化为淡水；但其间存在一个很大的难题——怎么大规模低本钱可继续地淡化海水。
怎么大规模低本钱可继续地淡化海水是很大一个难题 | Pixabay
科罗拉多大学博尔德分校以及马里兰大学的研讨者们从木头中找到了答案。他们用木材制造了一种超薄过滤膜来淡化海水，净化水质。依据《科学发展》（Science Advances）对这项研讨的报导，这种0.5毫米的薄膜，将可能成为海水淡化厂现在广泛运用的石油衍生塑料薄膜的可继续性替代品。
新式海水滤膜 | S. He & T. Li
01
传统的海水淡化办法
实际上，现在已经有部分缺水区域成功从海水中获得了能够饮用的清洁淡水。中东和加州等区域就已经有海水淡化厂在为居民供水了。这些工厂大多依赖于运用反渗透的办法处理海水，也便是将海水强压入多孔薄膜进行过滤，去除盐分和杂质。可是，这种办法不只会耗费巨大的动力，还会耗费贵重的塑料过滤膜，后者还十分简单阻塞，导致更大的耗费。
这时，一种没有商业化的海水淡化技能——膜蒸馏技能，因其节能环保的特性引起重视，进入了人们的视界。所谓“膜蒸馏”，便是先运用太阳能蒸腾海水，水蒸气经过疏水膜过滤，再经过冷凝，成为清洁的淡水。可是这种处理办法中运用到的疏水膜，其制造资料是聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)和聚丙烯(PP)等根据石油工业的高聚物。这类资料一方面不适合高效保温，另一方面难以降解，简单构成环境问题。因而，遭到本钱和动力耗资的约束，该技能也无法广泛应用。
02
可继续低能耗的纳米木膜
所以研讨小组决议选用可继续的、耗费更低的资料制造蒸馏膜，并终究选定了美国椴木。制造进程如下：
1.将木片切割成2毫米厚，用沸水煮12小时；
2.用热蒸馏水冲刷三次，去除木片上的杂质；
3.将木片放入煮沸的漂白剂溶液中，直至木材变白，以除掉木质素；
4.将去除木质素的木片放入冷水中冲刷并冷却枯燥，保存木片的纳米多孔结构。终究，他们得到了一种无色的、相似超轻泡沫聚苯乙烯的资料。这种资料还能够用于隔热和冷却。
处理后与处理前的木质薄膜 | 参考文献[1]
可是木质自身有很强的亲水性，明显不适合作为海水的过滤膜运用。所以研讨者们计划运用硅烷和资料外表丰厚的羟基官能团进行化学反应，然后改动木质外表的亲水性，使资料具有疏水功能。与此同时，纤维素纤维的摆放办法得以保存，使热量能够沿着资料外表传导，但纤维之间构成的孔穴又使得热量无法穿透资料。
研讨人员将这种资料制成的过滤膜一侧加热，这样一来，流过薄膜这一侧的水就会快速蒸腾。运用这种办法制造水蒸气，比烧水制造水蒸气耗费的能量还要小得多。此外，这种膜的孔穴也比商用塑料膜多，使得水蒸气更易透过。
纳米木膜过滤示意图 | 参考文献[1]
但是，每平米膜每小时大约只能过滤20千克水，功率大概是商用塑料膜的一半，总归，全体上没有到达预期作用。
研讨小组查询后写道，构成该问题的原因是终究制成的膜比料想的更厚，气孔更小。改用其他气孔巨细更抱负的木材，制造更薄的膜，应该能处理该问题。他们还计划制造在高温以及恶劣化学条件下更经用的过滤膜。
水资源缺少是国际性的严重难题。淡化海水是人类处理这一难题的重要计划。为了达到这个意图，人们需求不断探索出更好的办法。尽管现在试验成果仍不抱负，但研讨者们充满信心。期望在不久的将来，纳米木膜有望替代塑料过滤膜，愈加高效环保地淡化海水，造福人类。
水资源缺少是国际性的严重难题 | Pexels
排版：Yao
题图来历：pixabay
参考文献：
[1] D. Hou, T. Li, X. Chen, S. He, J. Dai, S. A. Mofid, D. Hou, A. Iddya, D. Jassby, R. Yang,L. Hu, Z. J. Ren, Hydrophobic nanostructured wood membrane for thermally efficientdistillation. Sci. Adv. 5, eaaw3203 (2019).
文章来历：
http://www.anthropocenemagazine.org/2019/08/nanowood-could-make-desalination-more-efficient-and-sustainable/（本文由storythings供稿）
责任修改：
