研究人员宣布发明了一种氧化石墨烯膜，可以直接从海水中筛出盐分，从而在寻求高效海水淡化方面实现了一个重大转折点。
在现阶段，该技术仍仅限于实验室，但它展示了我们如何有一天能够快速轻松地将我们最丰富的资源之一——海水——转化为我们最稀缺的资源之一——清洁饮用水。
由英国曼彻斯特大学拉胡尔·奈尔（Rahul Nair）领导的团队已经证明，该筛子可以有效过滤掉盐分，现在下一步是针对现有的海水淡化膜进行测试。
“实现具有均匀孔径至原子尺度的可扩展膜是向前迈出的重要一步，将为提高海水淡化技术的效率开辟新的可能性。”奈尔说。
“这是该领域的第一个明确的实验。我们还证明了扩大所描述的方法并批量生产具有所需筛子尺寸的石墨烯基膜的现实可能性。”
长期以来，氧化石墨烯膜一直被认为是过滤和海水淡化的有希望的候选者，但尽管许多团队已经开发出可以从水中筛除大颗粒的膜，但去除盐需要科学家们努力制造的更小的筛子。
一个大问题是，当氧化石墨烯膜浸入水中时，它们会膨胀，使盐颗粒流过充盈的孔隙。
曼彻斯特团队通过在两侧建造环氧树脂墙来克服这个问题氧化膜，阻止其在水中膨胀。
这使得他们能够精确控制膜上的孔径，形成足够小的孔以过滤掉海水中的所有常见盐。
关键在于，当食盐溶解在水中时，它们会在自身周围形成水分子的“外壳”。
“水分子可以单独通过，但氯化钠不能。它总是需要水分子的帮助，”奈尔告诉 BBC 的保罗·林康。
“盐周围的水壳尺寸大于通道尺寸，因此无法通过。”
这不仅使海水可以新鲜饮用，还使水分子更快地穿过膜屏障，非常适合用于海水淡化。
“当毛细管尺寸约为一纳米时，非常接近水分子的尺寸，这些分子会形成一个很好的互连排列，就像火车一样，”奈尔向林康解释道。
“这使得水的运动速度更快：如果你在一侧用力推动，由于它们之间的氢键，分子都会向另一侧移动。只有当通道尺寸非常小时，你才能得到这种情况。”
已经有几个主要的海水淡化厂世界各地使用聚合物基膜过滤掉盐分，但这个过程仍然效率低下且昂贵，因此找到一种方法使其更快、更便宜、更容易是研究人员的一个巨大目标。
谢谢，海水是我们未来将拥有的充足的东西——格陵兰岛的沿海冰盖已经已经到了不归路预计到 2100 年，海平面将上升约 3.8 厘米（1.5 英寸），如果整个格陵兰冰盖融化，子孙后代将面临7.3 米（24 英尺）更高。
但与此同时，在世界许多地方，获得清洁的饮用水仍然极其困难——联合国预测到2025年，世界14%的人口将面临水资源短缺。 其中许多国家将无力负担大型海水淡化厂的费用。
研究人员现在希望基于石墨烯的筛子在小规模上可能与大型设备一样有效，因此更容易推广。
与单层石墨烯相比，氧化石墨烯在实验室中制造起来更容易、更便宜，这意味着该技术将价格实惠且易于生产。
太平洋西北国家实验室的拉姆·德瓦纳坦（Ram Devanathan）没有参与这项研究，他说：“通过层间距的物理限制，水分子与离子选择性分离，为合成廉价的海水淡化膜打开了大门。”在附文中写道自然新闻和观点文章。
“最终目标是创建一种过滤装置，能够以最少的能量输入从海水或废水中生产饮用水。”
他补充说，下一步将测试这些膜在长期使用时的耐用性，以及需要多久更换一次。
