脫鹽系統在改善淡水供應方面起著非常重要的作用，但是有些水資源過咸，這種高鹽度水中的鹽含量可能是普通鹽水的10倍之多，用現有的科學手段無法進行有效的處理。近期，萊斯大學（Rice University）的科研人員開發出了一種太陽能淡化系統，該系統依靠特殊的耐腐蝕涂層來對抗這種超咸水。

萊斯大學科研人員Kuichang Zuo（左）和Qilin Li 

在包括石油和天然氣等工業生產中可能會產生高鹽度的水，現有的脫鹽系統在分離出淡水的同時也會產生濃鹽水。這些高鹽度的水不能通過常見的脫鹽技術來處理，因為它所需的壓力過大，進而會耗費非常高的成本和能源。

去年，哥倫比亞大學的一支科研團隊曾研發出新一代脫鹽系統，并通過試驗演示了如何將溶劑添加到高鹽度水中，從而以低成本和高效率的方式提取鹽分。而近期，來自賴斯大學的科研團隊也找到了突破性的解決方案，同樣被認為是低成本和非常高效的，他們是利用二維形式的氮化硼來進行脫鹽處理。

氮化硼具有各種形狀和尺寸，但是當形成二維六邊形圖案（僅單個原子厚）時，它具有一些非常有用的特性。這種材料有時被稱為“白色石墨烯”，在超薄電子設備和先進太陽能電池的開發中擁有巨大潛力。賴斯大學的科研團隊發現，它在處理咸水方面可以發揮至關重要的作用。

研究小組發現，這種形態的氮化硼能夠讓脫鹽系統的中膜兩側產生更大的溫差。一般而言，當鹽水流過這些多孔膜的一側時，會被特殊涂層加熱，這樣會在另一側與冷淡水產生溫差。反過來，這會產生壓力梯度，迫使水蒸氣通過膜，以濾出鹽和其他污染物。

問題是高鹽度水在加熱時更具腐蝕性，這會立即破壞設備中的加熱元件并使它失效。而二維氮化硼能夠在不銹鋼網絲的頂部生長成六邊形層，該網孔膜可以用在加熱元件上起到非常好的保護作用。

在這種應用了二維氮化硼膜的太陽能脫鹽裝置中，固定在膜上的光活化納米粒子從陽光中收集所需的能量。在測試中，研究人員發現這種設計能夠大量淡化高鹽度水，每平方米（11平方英尺）的膜能夠析出 42千克（92磅）的淡水，他們表示利用這種膜所提供的淡化能力超過當前環境太陽能膜技術的10倍。這是因為加熱元件的電壓以與家用交流電源相同的50Hz頻率運行，并且功率密度高達每平方米50kW。

據報道，由于采用了特殊涂層，使得該系統保持了出色的穩定性，并顯示出優秀的導熱性、水蒸氣滲透性和耐腐蝕性。值得注意的是，該團隊能夠將這種新技術整合到螺旋膜系統中，這預示著該解決方案會更緊湊，更便于運輸和安裝。研究人員現在正在尋找行業合作伙伴，以幫助他們開展更大規模的現場測試。

該研究發表在《自然納米技術》雜志上。