水是生命之源，地球虽然有71%的面积被水所覆盖，但在全球水资源中，人类真正能够利用的淡水量仅占地球总水量的0.26%。海水淡化作为海水资源的开源增量技术，已成为解决全球水资源危机的重要途径。近日，天津大学科研团队参与开发出的“超快海水淡化膜”备受关注，相关成果已发表在近期的《自然·可持续发展》杂志上。这种海水淡化膜是一种什么材料？如何做到快速淡化海水？淡化海水可以大量应用到生活中吗？本期推送，带你揭开它的神秘面纱——
海水淡化技术流程示意图
目前在世界范围内的海水淡化技术超过二十种。科研团队这次使用的新技术，采用了热膜耦合的方法——利用反渗透膜将海水中的盐分（和杂质等）去除，得到淡水。与往常所用的热法、膜法相比，这种方法不需要额外使用热能，直接利用电能，另外项目建设更快、占地面积更小，制水过程是液体的转换，效率比较高，相应整体的综合能耗更低。
团队指导教师、天津大学化工学院教授姜忠义表示，该项目不仅集热法、膜法之所长，最大的创新还在于材料的选用。他们借助了一个新的材料——共价有机框架材料，这种材料一般是通过溶剂热的方法来合成的，材料都是以粉末、微晶状态存在，所以没有办法直接成膜。于是团队就把微晶粉末通过超声分散剥离成纳米胶带和纳米片，把一些小的膜碎片，通过静电相互作用，最后才构成了一个无缺陷的膜。姜忠义教授说，“我们用纳米带粘纳米片，粘完之后，片比较大了，再做出膜质量就高了，比现在的高分子材料的性能要提升好多倍，甚至有时候能10倍以上，这一点我们可以讲在国际上走在前面。”
四种共价有机框架材料相关数据图
全球可持续发展正在面临水资源短缺的挑战，数十亿人无法获取清洁的水，如果能把占地球总水量96%以上的海水大量转化为淡水，无疑是一个很好的解决方案。而此次天大师生参与开发的“超快海水淡化膜”，不仅能实现高通水量，还具有突出的抗污染能力，一定程度克服了传统反渗透膜寿命较低的问题。这项新成果所使用的所有材料和技术全部由团队自主研发，具有完全独立自主知识产权；其实验室中所体现的优越性能，也被认为具有良好的应用前景。
全国海水淡化工程规模增长图
大力发展海水淡化产业，对于促进水资源可持续利用，引领技术创新发展具有重要意义。天津是一座资源型缺水城市。日前，天津市发展改革委、市规划资源局和市水务局联合印发《天津市促进海水淡化产业高质量发展实施方案》，明确到2025年，海水淡化水年供水量达1亿立方米左右，创建全国海水淡化示范城市。
如今，包括天津大学在内的项目团队已经在对此次成果开展进一步研究，探索降低材料成本、实现规模化生产，争取让科研成果尽早服务社会。
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内容来源：天津大学官微，网信天津，天津日报，自然资源部官微
图片来源：自然资源部，天津大学化工学院官微
