巧用芯片淡化海水 一節(jié)普通的電池就讓整個系統(tǒng)運行

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　　僅過了24小時，他的腳就開始浮腫。“再過36個小時之后，浮腫擴散到了膝蓋處”……航海家、醫(yī)生漢內(nèi)斯·林德曼試圖飲用海水解渴，于是他的身體發(fā)生了這些變化。1955年，林德曼駕著一艘8米長的自制獨木舟，從大西洋前往加勒比海。為了驗證法國生物學(xué)家阿蘭·邦巴爾的論斷——人可以通過飲用海水和吃生魚在海上存活——他特意沒有攜帶任何飲用水。顯然，按照這個方法人類無法在海上生存，好在充足的雨水救了林德曼一命。他在《獨自漂流大洋》這本書中記錄了這些經(jīng)歷。

　　不過，林德曼的經(jīng)歷大約只能代表過去，而今天的高科技已能讓人在不攜帶淡水的情況下在海上生存。最近，美國得克薩斯州立大學(xué)和德國馬堡菲利普斯大學(xué)的科學(xué)家研制成功一種指甲蓋大小的芯片，利用這枚芯片通過非常簡單的方式可實現(xiàn)海水淡化，并且只消耗非常少的能源。這種芯片如若普及，不僅能惠及航海人員，更能為全球上百萬人提供安全飲用水。

　　海水占地球水資源的97%，是一個巨大的水資源寶庫。多年來，科學(xué)家一直在開發(fā)海水淡化技術(shù)，并且取得了不小的成效。目前，世界上有3億人依賴淡化海水。然而，海水淡化技術(shù)通常價格高昂，并且需要消耗大量能源。以膜過濾技術(shù)為例，雖然過濾后的水質(zhì)很好，但濾膜成本高，使用壽命有限。因此，新型海水淡化技術(shù)聚焦降低成本、提高效率。芯片技術(shù)就是其中之一。

　　這款海水淡化芯片利用了海水自帶的成分，即帶正電的鈉離子和帶負電的氯離子，在海水到達芯片分岔的微通道時，岔口處的電極可將海水中一小部分氯離子氧化為氯氣，當海水流過微通道時，該區(qū)域就會形成一個小范圍的電場，使帶電離子流向其中一個分岔通道，被凈化的海水則分流至另一個通道。馬堡菲利普斯大學(xué)的烏爾里希·塔拉雷克教授介紹，這樣的一塊脫鹽芯片可以分離出海水中25%的鹽分，而一節(jié)普通的電池就可以讓整個系統(tǒng)運行起來。對海水進行淡化處理前，只需將海水中顆粒較大的沙石和雜質(zhì)除去，把幾塊芯片前后串聯(lián)，對海水多次淡化后，就能不斷提高水的純度，最終達到飲用水標準。

　　雖然地球表面的70%被水覆蓋，但是淡水的比例僅占其中不到3%。根據(jù)聯(lián)合國統(tǒng)計，目前世界上仍有10億人無法獲得純凈飲用水，每年約有400萬人因缺水而死亡。非洲和亞洲是水資源匱乏地區(qū)，同時又是當前世界上人口增長最快的地區(qū)，水資源短缺的狀況未來將更加惡化。海水淡化是有效解決水資源匱乏的主要方法之一，低成本、低能耗的過濾芯片代表了海水過濾技術(shù)最新的發(fā)展方向。如果人類能夠掌握高效低能耗的海水淡化方法，不僅可以使數(shù)億人的生活質(zhì)量得到改善，也能大大拓展人類活動的范圍。

　　《 人民日報 》（ 2014年09月19日 22 版）