
如何让人们在只有污水源的条件下也喝上干净的水?这一目标吸引了科学家长期的努力,如今又添新成果:浙江大学高分子科学研究所黄小军副教授团队研发的一种新型净水纤维膜,不消耗能源,过滤效果优异,水的流通量又大。该技术目前已顺利产业化,净水芯片年产量达500万支。
这种纤维膜是一种添加了亲水成分的新型塑料。水滴在普通的塑料上,会像落在荷叶上一样留在表面;滴在这种净水膜上,却会像遇到餐纸一样马上渗透过去。把一片这样的纤维膜卷起来,做成中空的管子放到水里,水就会透过管壁,进入管子里面。管壁上密布的微孔,过滤精度达0.05微米,水中的细菌、藻类、铁锈、胶体等成分都被阻拦在外,管子里流淌的就是过滤后的净水。
在黄小军团队的实验室里可以看到这些管子:直径只有0.5毫米,扎成一束,看上去像面条一样。600米长的管子,团成一团,体积很小,实际上表面积达到1平方米,展开来有一张桌子那么大。一个筒状的净水芯片一般含有100米长的中空纤维膜。黄小军拿起一杯水,滴进一些碳素墨水,染成漆黑。把这杯水从一头倒进净水芯片,另一头汩汩流出的就是透明的净水,碳素被过滤了。
黄小军说,纤维膜的孔径越小过滤效果越好,但水的流量也会因此大大下降,导致过滤得太慢,同样不实用。要解决这个问题,纤维膜的结构设计非常重要。在显微镜下,可以看到管壁中密布着细小孔径,外层非常致密,越往里层越稀疏,这种有梯度的微孔结构形成了一种毛细效应,使水分子自然地进入管子里,杂质都被挡在了最外层。“这之后,水分子就像一辆汽车经过匝道驶入了8车道的高速公路,飞快地通过管壁内层较稀疏的微孔,进入管子里去了。”黄小军说,这种纤维膜的水通量之大,可以用来过滤浴室喷头喷出的水,不用担心它变成涓滴细流。
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