水會導致電腦晶片發生故障，但是一種採用最先電腦技術製作而成的晶片卻可以對污水進行淨化，從而拯救數百萬人的生命。這項最新技術是由麻省理工大學的科研人員研發而成的，其主要原理是利用磁場將污水中的有害污染物進行分離，從而產生潔淨的飲用水。
基本介紹
- 中文名：淨水晶片
- 作用：淨化污水
- 研發團隊：麻省理工大學的科研人員
- 原理：利用磁場分離污水中的有害污染物
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簡介
美國麻省理工大學研發一種只有普通郵票大小的淨水晶片。該晶片利用磁場將污水中99%的有害污染物進行分離，從而產生潔淨的飲用水。研究人員稱，一旦這項技術得到大規模的套用，它就可以使得眾多開發中國家的人民避免因為飲用污水而導致疾病和死亡。
特徵
這種晶片非常小，只有普通郵票大小。在借鑑電腦晶片的製造技術後，麻省理工大學的研究人員採用軟矽膠而不是硬軟矽膠來作為製造這種晶片的原材料。除了一些Y形的黑斜線之外，整個晶片都是透明的。研究人員稱，晶片中的黑斜線實際上是非常細小的微通道。
原理
當污水進入通道之後很快就會遇到強烈的磁場。任何帶有正負電荷的物體，包括溶解的鹽離子和整個細菌，都會受到強磁場的干擾而被分離出來；而純淨的水因為自身並不帶有游離的電荷，所以就不會受到磁場的影響，最後就從通道中流出。
淨水晶片
淨水晶片負責這項研究的麻省理工大學研究人員Jongyoon Han稱，“這種晶片可以將海水和苦鹹水中的細菌和其他粒子分離出去，而且不會產生任何堵塞問題。這在美國可能不是什麼大問題。但是在印度，很多的飲用水都是苦鹹水或者鹹水，這個特點就顯得非常重要了。”他已經將這項研究成果發表在最新一期的《自然納米技術》期刊上。
套用測試
在最近的一次測試中，這種晶片可以將來自北大西洋的海水、血液、蛋白質和微小離子中的99%的污染物分離出來。此外，由於污染物是從晶片中的薄膜中被排擠出去的，而不是從通道中抽出去的，所以它不會產生任何堵塞問題。
局限
不過，目前這種新技術還只能淨化很少量的水，一個通道所淨化的水量還不足以達到一個人正常的飲用量。
在接下來兩年里，研究人員計畫將1.6萬個這種微通道集中在一個8英寸大小的晶片上。此外，這樣一個晶片正常工作的功率只有60瓦，一個普通的太陽能電池板就能滿足，而且淨化水的速度也非常快。Jongyoon Han稱，雖然這項技術所淨化的水量還不能達到商業反滲透脫鹽技術的級別，但是對於一個小型家庭而言，這樣一個晶片所淨化的水量完全能滿足日常所需。
前景
淨水晶片有望用於污水處理
研究人員稱，一旦這項技術得到大規模的套用，它就可以使得眾多開發中國家的人民避免因為飲用污水而導致疾病和死亡。
麻省理工大學的研究人員對這項技術的前景非常看好，因為它可以完全由太陽能電池板提供能量，所淨化的水可以滿足很多開發中國家人民的需求。伊利諾斯州大學教授馬克·夏農稱，“我對這項技術非常感興趣。要知道，很多國家的研究人員都在對水的淨化方法進行研究，而這種技術還是一個全新的嘗試。”雖然還不能替代反滲透技術，但是對於廣大開發中國家的人民而言，這項技術也是一個很好的選擇。
海水淡化中的套用
這種淨水晶片的工藝和成本已經不算大問題，畢竟光刻和腐蝕工藝在數十年的發展過程中變得相當成熟，研究者們更關注的是它的工作效率。在這個實驗室產品中，因為通道容量的限制，每分鐘可以入水0.02毫升，而只能產水0.01毫升。這意味著，如果滿足一個成年人一天4升的飲水需求，一塊晶片需要工作9個月。
將大量這類晶片集成到一起，可能是更好的辦法。研究者們現在開始製造一個擁有100個淨水單元的面板，來驗證規模化集成對脫鹽處理結果的影響，以及嘗試完成一個包含1萬個淨水單元的系統。在理想狀況下，這樣的一個系統每小時可以生產6升淡水，足以支持一個中型家庭的需要。
在偏遠地區和欠發達地區，這套海水淡化裝置將可以利用太陽能電池產生的電力來運行，只需要將海水從裝置頂部灌入，就可以藉助重力的幫助，從底部收集淡水。它還可能會成為災難救援的好工具，也會為其他需要攜帶型海水淡化裝置的場合提供幫助。然而，在這種美好前景面前，這種晶片依然需要經過大規模集成的實驗和測試難關，才能確定它是否真正具有推廣價值。研究者們認為，進行規模化和改進的過程大概需要兩年時間。考慮到地球上正在面臨的缺水困境，兩年時間，無疑是可以等待的。
