世界各地仍有数十亿人无法可靠地获得安全饮用水。联合国估计，有 22 亿人缺乏安全饮用水，而从加利福尼亚到中东的地区严重依赖海水淡化厂获取淡水。 海水淡化可以提供重要的供水，但当今最常见的方法有明显的缺点。反渗透迫使水通过特殊的膜来去除盐分，而热蒸馏则利用热量将淡水与海水分离。这两种方法都需要消耗大量能源，通常需要对水进行预处理和后处理，并产生含有高浓度盐水的高盐废水。 当这些盐水被释放回海洋时，它会增加当地的盐度并降低氧气含量，从而为海洋生物创造有害条件。 传统清洁的太阳能替代方案 罗切斯特大学的研究人员开发了另一种方法，可以同时解决其中几个问题。 罗彻斯特光学研究所的科学家们开发了一种太阳能热净化系统，旨在有效地生产清洁水，而无需生产液态盐水或化学添加剂来预处理进水。该方法在其发表的文章中有描述 光：科学与应用。 这项研究由罗切斯特大学激光能源实验室光学和物理学教授、高级科学家Chunlei Mao领导。 该技术的核心是由飞秒激光器加工的黑色金属制成的太阳能电池板。飞秒是一个极短的时间单位，等于万亿分之一秒。这些超快激光器发出的脉冲可以精确地改变材料的表面，形成微观结构，从而极大地改变其与光和水的关系。 激光处理使金属能够极其有效地吸收阳光，并赋予其强大的特性，这意味着水会迅速扩散到表面，而不是溅落。 自清洁表面的工作原理 每个面板都有一个活跃的激光区域，可以在其表面吸引一层非常薄的海水。深色金属吸收几乎所有入射的太阳辐射，加热水并导致其蒸发。 这种蒸发留下了溶解的盐和其他矿物质。面板不会让这些材料在蒸发发生的地方积聚，而是将它们引导到其侧面未经处理的区域，即所谓的被动区。 这一举措很重要，因为盐积聚是太阳能净化系统面临的最大问题之一。如果矿物质在活性表面形成坚硬的层，它们会阻止水的运动并最终阻止系统工作。 为什么真正的海水更难清洁？ […]