無需濾膜，用二氧化碳來凈化飲水

一項最新研究提出了一種不需要濾膜的飲水凈化方法，而這一方法的關鍵竟然是二氧化碳氣體。

飲水凈化的一個重要環節是去除水中的泥沙等不溶的顆粒物。直徑較大的顆粒可以直接通過靜置沉澱的方法去除，但靜置沉澱對直徑較小的顆粒沒有效果，因為這些顆粒由於自身所帶電荷的穩定作用，可以長時間懸浮於水中。要想將直徑較小的顆粒去除，通常要麼用濾膜對水進行過濾，要麼通過添加絮凝劑的方法讓小顆粒聚集成更大的顆粒。

來自美國普林斯頓大學的研究人員想出了一個別具一格的方法。他們向盛有待凈化的水的容器的一側通入二氧化碳氣體。由於二氧化碳溶於水生成碳酸，後者部分解離成氫離子和碳酸氫根離子，水中就形成了離子濃度的梯度。這一梯度使得帶點的顆粒趨向或者遠離通入二氧化碳的方向，從而從水中分離出來。

在證實了這一方法的可行性後，研究人員開發出利用這一方法凈化飲水的裝置。這一裝置採用聚二甲基硅氧烷這種高分子材料製成一根「Y」形水管，這種材料的特點是氣體滲透性好。他們將待凈化的飲水從管道沒有分叉的那一端注入，讓水沿著管道流動，並在垂直於水流方向的管道一側通入二氧化碳。二氧化碳穿過聚二甲基硅氧烷溶解在水中造成離子濃度梯度，從而引起顆粒的運動。當水流進分叉的兩根支管時，流入其中一根的水裡含有較多的顆粒，而另外一側的水則得到了凈化。

新型凈水技術的原理示意圖（圖摘原論文）

研究人員希望通過這一方法開發出能耗更低的飲水凈化技術。

論文：https://www.nature.com/articles/ncomms15181

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