科學家研發(fā)新型凈水材料 神奇薄膜凈化污水

　　導讀：如何讓人們在只有污水源的條件下也喝上干凈的水？這一目標吸引了科學家長期的努力，如今又添新成果：浙江大學高分子科學研究所黃小軍副教授團隊研發(fā)的一種新型凈水纖維膜，不消耗能源，過濾效果優(yōu)異，水的流通量又大。該技術(shù)目前已順利產(chǎn)業(yè)化，凈水芯片年產(chǎn)量達500萬支。
　　
　　這種纖維膜是一種添加了親水成分的新型塑料。水滴在普通的塑料上，會像落在荷葉上一樣留在表面；滴在這種凈水膜上，卻會像遇到餐紙一樣馬上滲透過去。把一片這樣的纖維膜卷起來，做成中空的管子放到水里，水就會透過管壁，進入管子里面。管壁上密布的微孔，過濾精度達0.05微米，水中的細菌、藻類、鐵銹、膠體等成分都被阻攔在外，管子里流淌的就是過濾后的凈水。
　　
　　在黃小軍團隊的實驗室里，媒體看到了這些管子：直徑只有0.5毫米，扎成一束，看上去像面條一樣。600米長的管子，團成一團，體積很小，實際上表面積達到1平方米，展開來有一張桌子那么大。一個筒狀的凈水芯片一般含有100米長的中空纖維膜。黃小軍拿起一杯水，滴進一些碳素墨水，染成漆黑。把這杯水從一頭倒進凈水芯片，另一頭汩汩流出的就是透明的凈水，碳素被過濾了。
　　
　　黃小軍說，纖維膜的孔徑越小過濾效果越好，但水的流量也會因此大大下降，導致過濾得太慢，同樣不實用。要解決這個問題，纖維膜的結(jié)構(gòu)設(shè)計非常重要。在顯微鏡下，可以看到管壁中密布著細小孔徑，外層非常致密，越往里層越稀疏，這種有梯度的微孔結(jié)構(gòu)形成了一種毛細效應，使水分子自然地進入管子里，雜質(zhì)都被擋在了最外層。“這之后，水分子就像一輛汽車經(jīng)過匝道駛?cè)肓?車道的高速公路，飛快地通過管壁內(nèi)層較稀疏的微孔，進入管子里去了。”黃小軍說，這種纖維膜的水通量之大，可以用來過濾浴室噴頭噴出的水，不用擔心它變成涓滴細流。
　　
　　發(fā)現(xiàn)梯度微孔結(jié)構(gòu)設(shè)計的好處不難，要實現(xiàn)它卻不簡單。此前，制備這種結(jié)構(gòu)纖維膜的技術(shù)長期為日本、韓國等國壟斷，黃小軍團隊在“863”計劃等國家重大科技專項支持下，成功自主研發(fā)了制備技術(shù)，降低了這類凈水產(chǎn)品的成本。
　　
　　黃小軍團隊的纖維膜不需借助外界壓力就能過濾水，水的流通量大，造價低廉，特別適宜貧困地區(qū)使用。我國人均可利用淡水資源不及世界平均水平的三分之一，西部干旱地區(qū)缺水尤其嚴重。目前，已有不少西部家庭用上這種凈水芯片，不需耗費電力就能把雨水過濾為可飲用的凈水。
　　
　　利用這種凈水芯片研發(fā)的凈水器正在逐步裝備部隊。戰(zhàn)士們拿著有過濾功能的水壺，在野外找自然水源裝一壺水，馬上就能喝。一個芯片能用半年，足夠凈化近1噸的水。這使野外作戰(zhàn)、搶險救災能逐步擺脫對供水車的依賴，在艱苦環(huán)境下不得不用泥水煮面的情況將成為歷史。同樣的水壺，也很受驢友歡迎。
　　
　　黃小軍表示，纖維膜技術(shù)在生物醫(yī)藥、食品工業(yè)等諸多領(lǐng)域存在廣泛的應用前景，團隊下一步將研發(fā)具備更多功能的纖維膜。