科学家成功发明石墨烯过滤薄膜 可将海水过滤直接转为饮用水

6月19日，记者了解到，澳大利亚华裔科学家在海水淡化技术方面有了重大突破，科学家成功发明过滤薄膜，可将海水过滤直接转为饮用水，生活饮水和工业用水问题能得到有效解决。

地球上，人类能使用的淡水含量为2.5%，剩余97.5%则是海水或咸水，而全球绝大部分国家则是严重缺水的。水作为生命之源是非常重要的，如何解决水资源问题成为国家和地区的头号难题。

在新的海水淡化技术还未公布之前。在人类现代工业生产中，需要用到大量的水资源，开源节流是解决水资源匮乏的最好方式，尽管很多现代企业安装水循环系统，但也只能缓解水资源匮乏局面，仍不能减轻水资源浪费现象。有物理常识的朋友肯定清楚，通过蒸馏方法从大海中提取淡水，但是耗时耗力，淡水产量较少，不能进行大规模生产。科学家们在此基础上做出其它尝试，还未能研究出高效方法。

澳大利亚华裔科学家利用石墨烯技术生产出一种石墨烯过滤膜，薄膜晶莹剔透、薄如蝉翼，这样一个不起眼的小纸片，居然能使污浊的海水从上面一次过滤，达到转化饮水标准的淡水。

这一技术其实不是什么稀罕事儿，几年前就有科学家完成了实验，由于当时石墨烯薄膜制造成本太过昂贵，想实现大规模的海水淡化显然不现实。澳大利亚华裔科学家研发得到石墨烯薄膜，利用生活中常见的大豆油作为原材料，生产出来的薄膜却保留了石墨烯薄膜的特性，生产成本低廉。

为什么石墨烯过滤薄膜能实现海水淡化呢？薄膜上的微观纳米通道只有水分子可以通过，其它物质被隔离在外，而相较传统过滤材料，这种新型石墨烯薄膜可以重复使用，即便表面被一些杂质和污染物堵塞，依然能保证过滤性能。目前，实验人员正在加紧测试薄膜的实用性。

其实，这并不是氧化石墨烯薄膜的首次“精彩亮相”。在此之前，这种材料已经在分离气体和过滤离子等领域取得了很大的进步。

之前，曼彻斯特大学的一项研究表明，氧化石墨烯薄膜浸入到水中，它们会发生一些变形，使薄膜的孔径变大，因此体积较小的离子就会随着水流穿过薄膜，而体积较大的离子或分子会被阻隔，这就起了一定程度的过滤作用。

而现在，曼彻斯特大学研究团队的最新研究成果显示，这些氧化石墨烯薄膜得到了进一步优化，避免了在水流过薄膜时造成的孔径扩张。

最重要的是，这次他们能够精确控制氧化石墨烯薄膜的孔径大小，这就能够有效地阻挡不需要的离子。使用这种石墨烯薄膜过滤后的水能够饮用，且更安全。

毫无疑问，这次的成果具有重大的现实意义。一方面，按照联合国的“持续发展目标”，到 2030 年，世界上的每个人都能得到基本的淡水资源，然而目前形势并不乐观。

另一方面，气候变化也正在将人们置于水安全威胁的边缘，干旱、洪水、冰川融化都会导致淡水资源的短缺。长期下去，这些因素又会进一步影响粮食生产、医疗卫生、能源与工业。淡水资源的匮乏已经给人类带来了不容忽视的威胁。

联合国预测，到达 2025 年，世界上将有 14%的人口面临着缺水的威胁。这项技术有望革新全世界范围内的过滤水技术，特别是对于那些不能承担起建立大规模脱盐工厂的国家极为有利。

根据这项研究成果，人们可以按需设计氧化石墨烯薄膜的孔径，以实现“按需过滤”。地球上有充足的水资源，海洋就是我们充足的水资源库，如果我们能够大规模制造这种薄膜系统用于海水淡化，淡水危机就能很好地解决。

目前，许多发达国家都在加大投资海水淡化技术，因此该技术也正处于发展的关键期。

这项海水淡化技术若能被大规模的推广，则可以直接从海里过滤取水，再也不用担心淡水缺乏的问题了。