海水淡化是獲得淡水的一個(gè)理想方式,很多科學(xué)家投入研究,只是現(xiàn)在的技術(shù)有的成本太高、有的方法持續(xù)的時(shí)間很短。韓國工程師最近發(fā)明的一種納米膜,據(jù)稱使用長達(dá)30天后仍然可以過濾掉99.99%的鹽分。
現(xiàn)在世界上共約有2萬多個(gè)海水淡化工廠,通過淡化海水的方法獲取淡水。這些設(shè)施都要耗費(fèi)大量的電能生產(chǎn),效果差強(qiáng)人意。
這份新研究使用的是膜蒸餾的方法。在蒸餾膜的一邊把海水進(jìn)行加熱,另一邊得到冷卻的淡水。蒸餾膜具有疏水性,但是在兩邊水蒸氣壓力差的作用下,水蒸氣會(huì)從熱的一邊,經(jīng)過膜的孔洞滲透到另一邊冷凝后即得到淡水。
但是現(xiàn)在用的蒸餾膜容易累積鹽分,變臟后導(dǎo)致疏水性變差,最后鹽水也能夠通過蒸餾膜滲透到另一邊,得到的淡水鹽分增加,這時(shí)就需要更換蒸餾膜。
這份由韓國土木建筑技術(shù)研究所完成的發(fā)明,使用混合材料制造靜電紡絲膜。這種材料維持高效過濾的時(shí)間大幅延長。
靜電紡絲(也叫電紡)是使用電荷從液體中抽取極細(xì)(一般在微米或納米大小)纖維的技術(shù),有點(diǎn)像通過噴嘴把材料打印出來一樣。現(xiàn)有的多數(shù)蒸餾膜都是使用單噴嘴打印納米纖維膜。這份研究使用同軸靜電紡絲技術(shù),在打印的過程中把兩種不同的材料混合在一起。
研究介紹說,這種材料是向硅膠氣凝膠內(nèi)混入少量的其它化合物,造出的材料表面更粗糙,疏水性更好。而且,硅膠氣凝膠具有隔熱的作用,阻止熱的一邊把熱量傳遞給冷凝的一邊。這有助于維持兩邊的蒸汽壓力差,使蒸餾膜工作更有效。
測試結(jié)果顯示,這種蒸餾膜使用30天后仍可以過濾掉99.99%的鹽分。研究組說,目前其它蒸餾膜大約在使用50個(gè)小時(shí)后就開始出現(xiàn)滲漏鹽水的問題。
這份研究發(fā)布于《膜科學(xué)?期刊》