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編者按：一種稱為“太陽(yáng)能蒸餾器”的罐式設(shè)備可以用污水或咸水，通過(guò)將蒸汽凝結(jié)、收集，獲取安全的飲用水。研究人員一直努力想要升級(jí)太陽(yáng)能蒸餾器，使它成為一種廉價(jià)、低技術(shù)含量的產(chǎn)品?？茖W(xué)家和工程師們正在努力使這項(xiàng)技術(shù)變得更加便宜，幫助全球數(shù)百萬(wàn)貧困人口獲得清潔的飲用水。

聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)(UNICEF)的數(shù)據(jù)顯示，目前全球有7.83億人，即近十分之一的人的住所沒(méi)有接通自來(lái)水管道，這些人每天總共需要花費(fèi)2億小時(shí)從遙遠(yuǎn)的水源取水。他們通常享受不到污水凈化和海水淡化技術(shù)，因?yàn)檫@些技術(shù)通常需要昂貴的基礎(chǔ)設(shè)施和大量的能源，這讓許多貧困地區(qū)無(wú)法承受。
一種稱為“太陽(yáng)能蒸餾器”的罐式設(shè)備可以利用太陽(yáng)熱能蒸發(fā)污水或咸水，通過(guò)將蒸汽凝結(jié)、收集，獲取安全的飲用水。傳統(tǒng)的太陽(yáng)能蒸餾器構(gòu)造很簡(jiǎn)單，不過(guò)是一個(gè)裝滿水的容器，它的底部為黑色，頂部是透明的玻璃或塑料。黑色的底部可以吸收陽(yáng)光的熱量，加熱容器中的水，使其蒸發(fā)，水蒸氣凝結(jié)在透明的覆蓋物上，緩慢地流入收集器。
采用這種傳統(tǒng)的蒸餾方法可以獲得可飲用的淡水，但是產(chǎn)量很低。原因是每天出太陽(yáng)的時(shí)間有限，容器里的水到了夜晚就會(huì)冷卻，第二天，太陽(yáng)光必須重新加熱容器中所有的水，達(dá)到一定的溫度才開(kāi)始產(chǎn)生水蒸氣。按照常規(guī)的商業(yè)化的太陽(yáng)能蒸餾器的產(chǎn)量，每平方米的面積每小時(shí)只能產(chǎn)生約0.3公升的水，相當(dāng)于大半瓶礦泉水。一般人每天需要大約3公升的水來(lái)飲用，這樣算下來(lái)，為一個(gè)小家庭提供足夠的飲用水需要5平方米左右的面積。這種常規(guī)商用太陽(yáng)能蒸餾器的產(chǎn)量還有很大的發(fā)展空間，理論上講，在最佳運(yùn)行狀態(tài)下，產(chǎn)量還可以提高四倍，達(dá)到1.6 L/h/m2。研究人員一直努力想要升級(jí)太陽(yáng)能蒸餾器，使它成為一種廉價(jià)、低技術(shù)含量的產(chǎn)品。
美國(guó)德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的材料學(xué)家余桂華(音譯)和他的同事們?nèi)ツ暝趯W(xué)術(shù)期刊《自然納米技術(shù)》（Nature Nanotechnology）上報(bào)告了一種創(chuàng)新的方法，他們開(kāi)發(fā)出一種新材料，可以加速水的蒸發(fā)過(guò)程，提高產(chǎn)量，使小型太陽(yáng)能蒸餾器能夠提供一個(gè)家庭所需的全部飲用水。Yu和他的同事們用兩種聚合物——一種叫做聚乙烯醇(PVA)的親水性聚合物，另一種叫做聚吡咯(PPy)的光吸收劑，制成了凝膠狀的海綿，然后把它們放在太陽(yáng)能蒸餾器的水面上。在凝膠內(nèi)部，水分子的排列方式比較松散，形成所謂的“中間水”，比普通水更容易蒸發(fā)。使用這種技術(shù)，產(chǎn)量可以達(dá)到理論極限的兩倍，每小時(shí)每平方米產(chǎn)生3.2公升的水。
近日，Yu和他的同事在《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)雜志上報(bào)告稱，已經(jīng)創(chuàng)造了一種更好的水凝膠，在原有基礎(chǔ)上加入了殼聚糖，殼聚糖也有很強(qiáng)的吸水能力，使凝膠可以容納更多的“中間水”。將產(chǎn)量再度提高了12.5%，達(dá)到了每平方米的面積每小時(shí)產(chǎn)生3.6公升的水，這是迄今為止報(bào)道的最快速度，大約是目前市面上同類產(chǎn)品的12倍。
沙特阿拉伯圖瓦爾阿卜杜拉國(guó)王科技大學(xué)的環(huán)境工程師王鵬（音譯）對(duì)這項(xiàng)技術(shù)十分感興趣，他介紹說(shuō)，使用這項(xiàng)技術(shù)，一平方米的太陽(yáng)能可以每天生產(chǎn)大約30升的清潔飲用水，足夠一個(gè)小家庭使用。他說(shuō)，這種方法具有很好的發(fā)展?jié)摿?，因?yàn)樗z中的所有三種聚合物都是商用的，而且價(jià)格便宜。

現(xiàn)在，科學(xué)家和工程師們正在努力使這項(xiàng)技術(shù)變得更加便宜，幫助全球數(shù)百萬(wàn)貧困人口獲得清潔的飲用水。

原標(biāo)題：新型太陽(yáng)能技術(shù)，或可為缺水地區(qū)數(shù)百萬(wàn)人提供清潔飲用水