纳米木膜淡化海水
■李 超 董彦均 刘思彬
“以木材为原料制成的纳米木膜，可淡化海水。”这一技术的出现，成为该领域的一大亮点。
近期，国外一所大学的研究者们，成功地用木材制成了一种厚度为0.5毫米的超薄过滤膜——纳米木膜，来淡化海水、净化水质。相对于传统的海水淡化技术，此法不仅节能环保，而且造价低廉，或可代替市场上广泛使用的由石油衍生的塑料过滤膜，成为新一代海水淡化的“神器”。
水资源短缺是开展此项目研究的根本原因。全球总水量约为14亿立方千米，海水约占97%，可供人类饮用的淡水约占2%。随着全球人口增加和气候变化，淡水资源日益紧张，人类被迫将目光转向海水。
传统海水淡化工艺主要分为蒸馏法和膜法两类，使用较多的方法是膜法中的反渗透技术，对海水加压，使其进入多孔薄膜进行过滤，以此去除海水中的杂质和盐分。目前中东等地区就在使用这一技术。这种方法不仅会耗费巨大的能源，还会大量消耗造价昂贵又易损坏的塑料过滤膜，因此有“一碗水，一碗油”之说。
纳米木膜的淡化原理则综合了蒸馏法与膜法两者的优长，使用疏水的微孔膜对海水溶液进行淡化。常压下，液态水由于水的表面张力作用，不能透过膜的微孔，而水蒸气则可以。当膜的两侧存在一定的温差时，由于蒸气压的差异，水蒸气则顺势透过微孔，在另一侧冷凝下来成为淡水。
在实验过程中，研究人员对这种材料制成的过滤膜一侧加热，流过薄膜这一侧的水就会快速蒸发。使用这种方法产生水蒸气，比烧水产生水蒸气消耗的能量要小得多。而且，这种膜的孔穴也比商用塑料膜多，使得水蒸气更易透过。
除了低能耗，使用纳米木膜淡化海水，具有易操作、可持续、环保等优点，能够在常压下进行，设备简单、操作方便，在技术力量比较薄弱的地区也能实现。而且，使用蒸馏法提取淡水，只有水蒸气可穿过薄膜，淡水纯净度会提高。此外，从环保角度考虑，木制薄膜也方便降解。
不过，纳米木膜并非十全十美。木材自身疏水性较差，需要在制作过程中对木材进行再处理，会产生附加成本。此次试验发现每平方米木膜每小时只能过滤大约20千克水，效率仅为商用塑料过滤膜的一半。研究人员认为，造成该问题的原因是最终制成的膜比预想的更厚、气孔更小，而改用其他气孔大小更理想的木材，制作更薄的膜，可解决该问题。
总之，纳米木膜的发展前景是令人期待的，一旦解决了淡化的效率问题，或将代替塑料过滤膜成为商业化淡化海水的主力军，更加高效环保地获取淡水。无疑，这也将助力海上军事力量的淡水保障。