净水芯片

美国麻省理工大学研发芯片

水会导致电脑芯片发生故障，但是一种采用最先电脑技术制作而成的芯片却可以对污水进行净化，从而拯救数百万人的生命。这项最新技术是由麻省理工大学的科研人员研发而成的，其主要原理是利用磁场将污水中的有害污染物进行分离，从而产生洁净的饮用水。

简介

美国麻省理工大学研发一种只有普通邮票大小的净水芯片。该芯片利用磁场将污水中99%的有害污染物进行分离，从而产生洁净的饮用水。研究人员称，一旦这项技术得到大规模的应用，它就可以使得众多发展中国家的人民避免因为饮用污水而导致疾病和死亡。

特征

这种芯片非常小，只有普通邮票大小。在借鉴电脑芯片的制造技术后，麻省理工大学的研究人员采用软硅胶而不是硬软硅胶来作为制造这种芯片的原材料。除了一些Y形的黑斜线之外，整个芯片都是透明的。研究人员称，芯片中的黑斜线实际上是非常细小的微通道。

原理

当污水进入通道之后很快就会遇到强烈的磁场。任何带有正负电荷的物体，包括溶解的盐离子和整个细菌，都会受到强磁场的干扰而被分离出来；而纯净的水因为自身并不带有游离的电荷，所以就不会受到磁场的影响，最后就从通道中流出。

负责这项研究的麻省理工大学研究人员Jongyoon Han称，“这种芯片可以将海水和苦咸水中的细菌和其他粒子分离出去，而且不会产生任何堵塞问题。这在美国可能不是什么大问题。但是在印度，很多的饮用水都是苦咸水或者咸水，这个特点就显得非常重要了。”他已经将这项研究成果发表在最新一期的《自然纳米技术》期刊上。

应用测试

在最近的一次测试中，这种芯片可以将来自北大西洋的海水、血液、蛋白质和微小离子中的99%的污染物分离出来。此外，由于污染物是从芯片中的薄膜中被排挤出去的，而不是从通道中抽出去的，所以它不会产生任何堵塞问题。

局限

不过，目前这种新技术还只能净化很少量的水，一个通道所净化的水量还不足以达到一个人正常的饮用量。

在接下来两年里，研究人员计划将1.6万个这种微通道集中在一个8英寸大小的晶片上。此外，这样一个芯片正常工作的功率只有60瓦，一个普通的太阳能电池板就能满足，而且净化水的速度也非常快。Jongyoon Han称，虽然这项技术所净化的水量还不能达到商业反渗透脱盐技术的级别，但是对于一个小型家庭而言，这样一个芯片所净化的水量完全能满足日常所需。

前景

净水芯片有望用于污水处理

研究人员称，一旦这项技术得到大规模的应用，它就可以使得众多发展中国家的人民避免因为饮用污水而导致疾病和死亡。

麻省理工大学的研究人员对这项技术的前景非常看好，因为它可以完全由太阳能电池板提供能量，所净化的水可以满足很多发展中国家人民的需求。伊利诺斯州大学教授马克·夏农称，“我对这项技术非常感兴趣。要知道，很多国家的研究人员都在对水的净化方法进行研究，而这种技术还是一个全新的尝试。”虽然还不能替代反渗透技术，但是对于广大发展中国家的人民而言，这项技术也是一个很好的选择。

海水淡化中应用

这种净水芯片的工艺和成本已经不算大问题，毕竟光刻和腐蚀工艺在数十年的发展过程中变得相当成熟，研究者们更关注的是它的工作效率。在这个实验室产品中，因为通道容量的限制，每分钟可以入水0.02毫升，而只能产水0.01毫升。这意味着，如果满足一个成年人一天4升的饮水需求，一块芯片需要工作9个月。

将大量这类芯片集成到一起，可能是更好的办法。研究者们现在开始制造一个拥有100个净水单元的面板，来验证规模化集成对脱盐处理结果的影响，以及尝试完成一个包含1万个净水单元的系统。在理想状况下，这样的一个系统每小时可以生产6升淡水，足以支持一个中型家庭的需要。

在偏远地区和欠发达地区，这套海水淡化装置将可以利用太阳能电池产生的电力来运行，只需要将海水从装置顶部灌入，就可以借助重力的帮助，从底部收集淡水。它还可能会成为灾难救援的好工具，也会为其他需要便携式海水淡化装置的场合提供帮助。然而，在这种美好前景面前，这种芯片依然需要经过大规模集成的实验和测试难关，才能确定它是否真正具有推广价值。研究者们认为，进行规模化和改进的过程大概需要两年时间。考虑到地球上正在面临的缺水困境，两年时间，无疑是可以等待的。

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