我們通常使用的水凈化方法一般依賴于機(jī)械過濾器或者過濾膜來去除污染物，但隨著時(shí)間的推移，這些過濾設(shè)備都會(huì)因?yàn)樽枞脑蚨坏貌唤?jīng)常更換。普林斯頓大學(xué)的研究人員開發(fā)的新型水過濾技術(shù)不需要任何過濾器，而是依靠注入二氧化碳?xì)怏w來改變水的化學(xué)性質(zhì)，根據(jù)電荷分離廢物顆粒。
該系統(tǒng)簡(jiǎn)單，成本低，由硅橡膠管組成，一端分為兩個(gè)通道。由于硅橡膠對(duì) CO2 是可滲透的，加壓氣體能夠通過管的一個(gè)壁擴(kuò)散，并與內(nèi)部的水混合。這種相互作用改變了水的化學(xué)性質(zhì)，使其變?yōu)槲⑺嵝圆a(chǎn)生帶電粒子或離子。
這些離子中的一個(gè)是帶正電的氫原子，其迅速移動(dòng)通過水溶液，而另一個(gè)是具有負(fù)電荷的碳酸氫根分子，其更慢地移動(dòng)通過水。這些分子的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生小的電場(chǎng)，并且由于懸浮在水中的大多數(shù)顆粒具有電荷，它們被吸引到水流的一側(cè)，而沒有電荷的過濾水在其自身的通道中繼續(xù)前進(jìn)。從而管就分成兩部分，過濾好的水流過一根，廢物顆粒流過另一根。
研究人員指出，該系統(tǒng)出了瓶裝的二氧化碳之外，沒有更多復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)部件，如果需要的話，使用過濾的二氧化碳還可以回收再次利用。由于這項(xiàng)過濾系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，成本也主要是管道和二氧化碳費(fèi)用，所以研究人員覺得該系統(tǒng)在發(fā)展中國(guó)家具有很大的潛力，它可以用于清潔被細(xì)菌和污垢顆粒污染的池塘和河水，還可以用于植物脫鹽，以去除植物中的病毒和細(xì)菌。除水凈化外，研究人員還表示，該技術(shù)在科學(xué)和工業(yè)應(yīng)用中也具有控制解決方案中的顆粒的潛力。
該凈水技術(shù)既可以用于便攜式水凈化系統(tǒng)，也可以放大凈水規(guī)模。目前研究人員已經(jīng)建立了一個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的系統(tǒng)，并將開發(fā)一種大規(guī)模的二氧化碳過濾器，使該技術(shù)成為整合在大型社區(qū)的水處理廠。該技術(shù)的相關(guān)報(bào)道 Membraneless water filtration using CO2 已經(jīng)刊登在近期的《自然通訊（Nature Communications）》雜志中。
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/ncomms15181
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