特殊材料助力海水淡化，助力城市用水

水是生命之源，71%的地球被水覆蓋，但這並不意味著人類不缺水。事實上，可供人們直接使用的淡水資源非常有限，僅佔地球總水量的2.53%。為此，水資源利用研究有兩個方向：如何有效利用有限的淡水資源，保證資源的可持續發展；如何將豐富的海水或鹹水資源轉化為可利用的淡水資源？

　　至於淡水資源的可持續發展，所涉及的領域知識並不像想像的那麼複雜，而且大部分集中在水資源的保護上。至於海水淡化，這是一個非常深刻的知識。

　　最近，澳大利亞莫納什大學公布了一項新的研究成果，其中提到其研究人員與國際同行合作開發一種新的海水淡化技術。該技術依靠一種特殊的金屬有機骨架材料，在其孔隙中添加聚環吡咯丙烯酸酯，可以快速將海水轉化為飲用水，並且該材料在陽光照射後可以快速釋放吸附的鹽和其他顆粒，從而達到再利用的目的。

　　顯然，這項技術為後續的海水淡化提供了一個很好的方向，但這並不是人類第一次通過科學研究解決海水淡化問題。事實上，海水淡化的歷史可以追溯到16世紀，今天的發展涉及很多技術，甚至有些技術大家都很熟悉，例如蒸餾。

　　蒸餾作為許多實驗操作之一，從初中開始就被許多學生所接觸。然而，蒸餾在海水淡化中的應用與眾所周知的在原理上沒有區別。利用不同物質的不同沸點，鹽水被加熱到水的沸點(具體地，不同的沸點溫度可能由不同的空氣壓力引起)。這時，鹽水中的水將蒸發成蒸汽並上升。這時，蒸汽將被引入冷凝管，它們將再次凝結成小水滴。通過收集這些水滴，可以獲得沒有雜質的蒸餾水，而蒸餾水本身就是一種淡水。

　　然而，蒸餾在海水淡化領域取得了很大的進展，如蒸汽壓縮技術的出現和增加以及設備的優化設計。然而，不管它如何發展，蒸餾都有一個問題，那就是成本。蒸餾和淨化海水淡化耗費了太多的人力、資源和時間。雖然淡水可以直接使用，但性價比太低。更直觀的是，用目前的技術蒸餾不能進行大規模的海水淡化。

　　這時，材料科學的發展為海水淡化提供了新的思路。反滲透膜的出現使大規模海水淡化成為可能。

　　一方面，反滲透在高流速下脫鹽率高，在低操作壓力下也能發揮作用；另一方面，其製造成本相對較低，且不易受溫度、酸鹼度、腐蝕的影響，並具有較強的機械壽命。客觀地說，反滲透技術確實為當時的海水淡化提供了一種全新的思路，與蒸餾法相結合，也取得了良好的淡化效果。

但另一方面，反滲透膜法在設備處理上非常繁瑣。這種特殊的材料解決了設備的限制和脫鹽的效率和困難，這無疑是材料科學的又一突破。儘管目前我們還不知道這種材料能否成為海水淡化道路上的風向標，但它至少證明了新材料的開發對海水淡化具有非同尋常的意義。