在 5 月 12 日發表於《科學》雜誌上的一篇文章中，來自東京大學的一支團隊鄭重介紹了《通過具有密集氟內表面的納米通道來實現超快水滲透》的研究成果。作為一種採用類聚四氟乙烯材料的新型海水淡化膜，其聲稱這種微型氟環結構能夠高效凈水並排斥鹽分，且大規模工業運用時的壓力與能耗需求也低得多。
（圖自：Yoshimitsu Itoh / University of Tokyo）
如圖所示，這種新型海水淡化膜由一系列納米管組成，內襯可排斥鹽分、同時允許水分子以極低摩擦力流過的特氟龍材料。
鑒於世界上許多地區都面臨著清潔飲用水短缺的困境，且隨着氣候變化的加劇，淡水資源問題只會變得愈加嚴重。
正因如此，淡化微鹹水或海水的相關技術，被許多人視作一項至關重要的戰略儲備。
僅允許水分子通過的納米管橫截面示意圖（內襯氟環）
我們曾見過許多極富創意的設備，但它們要麼利用熱量蒸發再冷凝、要麼就利用半透膜來過濾鹽分和雜質 —— 而由研究一作、東京大學副教授 Yoshimitsu Itoh 帶領的這支團隊，也選擇了后一種方案。
其關鍵成分是疏水、不粘鍋的特氟龍材料，除了炊具、氟基塗層也常被用於保持管道內的水流暢通。
然後研究團隊將環狀氟基分子嵌入不透水的脂質層，結果氟不僅能夠幫助水分子以極低的摩擦力流過、且其負電荷能夠有效排斥並防止鹽分通過。
環狀氟基分子內襯被連接到一起並組成一條納米管
目前東京大學已經打造了 0.9 至 1.9 納米寬的測試用氟納米環海水淡化膜，經對膜兩側的氯離子（鹽 / NaCl 的主要成分）含量進行測量，實驗證明了新材料具有相當顯著的優勢。
與其它海水淡化方法相比，這種氟環納米管能夠更加快速、高效地過濾鹹水，同時只需更低的壓力與能耗。Yoshimitsu Itoh 指出：
能夠親眼見證這一成果，着實讓人感到激動不已。我們在測試通道中部署的較小通道，完美地排斥了鹽分子。而較大的通道，仍較其它脫鹽技術、甚至簡短的碳納米管過濾器有所改進。
不過讓我切實感到驚訝的，還是該過程的發生速率到底有多快。實驗室樣品表明，其效率較典型工業設備快了數千倍，是基於碳納米管的實驗性海水淡化設備的 2400 倍左右。
順道一提，儘管“特氟龍”引發了許多人對於健康問題的顧慮，但在這項海水淡化氟環納米管的研究中，它並不會敲響這方面的警鐘。
後續東京大學研究團隊計劃找到進一步降低製造氟納米環膜所需的成本開銷，同時着眼於擴大其規模。如果一切順利，他們有望於幾年內開測 1 米寬（3.3 英尺）的樣品。
有關這項研究的詳情，還請移步至近日出版的《Science》期刊上查看，原標題為《Ultrafast water permeation through nanochannels with a densely fluorous interior Surface》。