南京大学朱嘉教授成功将纳米技术应用于海水淡化

随着社会发展，淡水资源变得越发匮乏，水资源短缺正成为全球需要共同面对的挑战。光热蒸汽技术以太阳能和海水为原料，为清洁水资源的生产提供了一条路径。然而，传统的块体光热蒸汽技术由于产水效率较低(约40%)，难以满足实际需求。

随着世界经济的发展，人口不断增长，城市日渐增多和扩张，各地用水量不断增多。据联合国估计，1900年，全球用水量只有4000亿立方米/年，1980年为30000亿立方米/年，1985年为39000亿立方米/年。到2000年，水量需增加到60000亿立方米/年。其中以亚洲用水量最多，达32000亿立方米/年，其次为北美洲、欧洲、南美洲等。约占世界人口总数40%的80个国家和地区约15亿人口淡水不足，其中26个国家约3亿人极度缺水。更可怕的是，预计到2025年，世界上将会有30亿人面临缺水，40个国家和地区淡水严重不足。

纳米技术(nanotechnology)，也称毫微技术，是研究结构尺寸在1纳米至100纳米范围内材料的性质和应用的一种技术。1981年扫描隧道显微镜发明后，诞生了一门以1到100纳米长度为研究分子世界，它的最终目标是直接以原子或分子来构造具有特定功能的产品。因此，纳米技术其实就是一种用单个原子、分子制造物质的技术。

在“纳米科技”重点专项“表面等离激元高效光热转换机理、器件及太阳能热利用”项目支持下，南京大学朱嘉教授团队将氧化铝多孔模板与金属纳米颗粒自组装技术结合，创新性地设计了一种新型吸收体材料，在400nm到10μm波段具有99%的太阳光吸收效率。结合新型界面光热转换设计，将这种材料应用到海水淡化上，光热蒸汽转化效率可达90%，并且水质可以满足WHO的饮用水标准。在此基础上，该团队进一步实现蒸汽焓存储利用和太阳能水电联产，依靠太阳光和自然水源两种地球上最充沛的资源，即可实现洁净水和电的联产。同时，该团队也将界面太阳能蒸汽技术创新性地推广到了污水处理、灭菌等领域，取得了较好的结果。