水乃生命之源,但隨著全球水質(zhì)持續(xù)惡化，越來(lái)越多的人由于無(wú)法獲得高質(zhì)量的飲水而感染到各種水致傳播疾病。因此，人們對(duì)于安全飲用水的凈化方案有著迫切的需求。實(shí)際上，人們多年來(lái)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出了許多水處理技術(shù)用以改善水的質(zhì)量，這些技術(shù)從幾百年前使用非常簡(jiǎn)陋的粗過(guò)濾技術(shù)開(kāi)始，發(fā)展到今天，已經(jīng)融入了許多先進(jìn)技術(shù)，包括使用化學(xué)品和氧化劑去除有機(jī)物和生物污染物，使用反滲透（RO）膜進(jìn)行精細(xì)過(guò)濾等等。
雖然每一項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)步都使人們能夠更加安全的用水，但許多技術(shù)都沒(méi)有針對(duì)簡(jiǎn)單的直飲水系統(tǒng)（POU），特別是家庭直飲水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，從而使家庭直飲水市場(chǎng)的技術(shù)參差不齊，設(shè)備良莠不分。讓我們來(lái)舉一個(gè)例子。反滲透膜技術(shù)最初是由于六十年代美國(guó)政府推動(dòng)海水淡化而得到發(fā)展的。這種膜的孔徑尺寸可以小到埃的量級(jí)，可以將鈉離子，重金屬離子以及很小的顆粒如細(xì)菌，病毒，孢囊等從水中除去。多年來(lái)，對(duì)反滲透技術(shù)的不斷改進(jìn)使其在工業(yè)水處理，海水淡化和家庭直飲水等方面都有了極其廣泛的應(yīng)用。該技術(shù)在今天已經(jīng)成為水處理領(lǐng)域內(nèi)事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，被列為20世紀(jì)最有影響力的6項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)之一。然而，它雖然是一個(gè)偉大的工業(yè)化的技術(shù)，但在小規(guī)模，間歇性，如家庭直飲水方面的應(yīng)用中還是顯出了一些缺點(diǎn)。大多數(shù)家庭反透直飲水系統(tǒng)是一個(gè)單膜系統(tǒng)，它在產(chǎn)生20%高質(zhì)量的水的同時(shí)，也要產(chǎn)生80％的廢水。也就是說(shuō)，為了生產(chǎn)1公升純凈水，你必須供給它5公升的源水。同時(shí)，反滲透膜還需要一個(gè)大約6個(gè)大氣壓或更高的壓力才能使系統(tǒng)正常工作，這往往需要用一個(gè)水泵來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，由于典型的家庭直飲水反滲透膜系統(tǒng)每天只能生產(chǎn)不超過(guò)300升的飲用水，每分鐘的流量大約在200毫升，不足以滿足消費(fèi)者的需要，因此需求一個(gè)儲(chǔ)水罐，以保存處理過(guò)的水。存儲(chǔ)再加上間歇性使用并不是該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用優(yōu)化條件，它會(huì)導(dǎo)致結(jié)垢以及微生物的生長(zhǎng)。為了避免這種現(xiàn)象，反透膜系統(tǒng)的設(shè)計(jì)越來(lái)越復(fù)雜，包括前置多重預(yù)過(guò)濾，以及后置活性碳過(guò)濾器和紫外線消毒，使得該產(chǎn)品難以妥善維護(hù)和安全使用。
美國(guó)國(guó)家航空航天局和美國(guó)國(guó)防部為了發(fā)展一種簡(jiǎn)單的，可以在不使用化學(xué)物質(zhì)，紫外線，臭氧，電和熱的情況下實(shí)現(xiàn)清潔直飲水的方法，又一次對(duì)以納米技術(shù)為基礎(chǔ)的水凈化技術(shù)進(jìn)行了投資。2004年，美國(guó)航空航天局資助了美國(guó)佛蒙特州的賽爾登技術(shù)公司，用來(lái)開(kāi)發(fā)其專利Nanomesh?過(guò)濾技術(shù)，以提高水的凈化效率為載人航天器提供直飲水。Nanomesh過(guò)濾技術(shù)采用非常小的碳纖維，也叫碳納米管做成復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)。這種復(fù)合過(guò)濾介質(zhì)利用了高強(qiáng)度碳納米管的吸附性能，有效去除水中的細(xì)菌，病毒和孢囊并達(dá)到美國(guó)環(huán)保局的飲用水標(biāo)準(zhǔn)。納米纖維過(guò)濾技術(shù)通過(guò)利用納米纖維巨大的活性表面以及篩濾效應(yīng)，使得最基本的過(guò)濾技術(shù)發(fā)生了根本性的改變。事實(shí)上，在2008年，此項(xiàng)技術(shù)當(dāng)選為美國(guó)航天局50項(xiàng)重大技術(shù)之一，被發(fā)表在“美國(guó)航空航天50年——衍生技術(shù)（1958年至2008年）”一書(shū)中。
碳納米管，是Nanomesh過(guò)濾介質(zhì)重要的組成部分。它于1991年被首次發(fā)現(xiàn)，是中空纖維結(jié)構(gòu)，直徑通常在1—50納米，長(zhǎng)度數(shù)直徑的幾千倍。纖維形狀的碳納米管有助于形成一個(gè)相對(duì)緊密的篩型過(guò)濾器。這種過(guò)濾器在使用過(guò)程中具有較低的壓降。此外，碳納米管的巨大外表面，提高了對(duì)污染物，如細(xì)菌和病毒的吸附，較其它技術(shù)具有更快的吸附動(dòng)力因子。
最近，在幾本著名科技雜志上發(fā)表的評(píng)論文章證實(shí)碳納米管具有較高的抗菌性能和化學(xué)吸附性能。在全球范圍內(nèi)，數(shù)以千計(jì)的基于Nanomesh過(guò)濾介質(zhì)的過(guò)濾芯或系統(tǒng)通過(guò)了測(cè)試。所有這些測(cè)試都是基于美國(guó)環(huán)保局/美國(guó)衛(wèi)生基金會(huì)P231的標(biāo)準(zhǔn)：無(wú)論是單個(gè)過(guò)濾芯或多個(gè)過(guò)濾芯組成的系統(tǒng)，均要求去除99.9999％的細(xì)菌，99.99%的病毒和99.9％的孢囊。數(shù)據(jù)顯示：?jiǎn)为?dú)使用Nanomesh濾芯能夠清潔4,800加侖（18,000L）的水，在這個(gè)過(guò)程中，此濾芯可捕獲并滅活4.71X1010細(xì)菌和2.90x1011病毒。如果使用一個(gè)二級(jí)系統(tǒng)：包括一個(gè)Nanomesh主過(guò)濾芯和一個(gè)Nanomesh預(yù)過(guò)濾芯，他們能夠清潔17,000加侖（64,000L）的水，此系統(tǒng)可捕獲并滅活2.43X1011的細(xì)菌和1.53x1012病毒。當(dāng)將該濾芯應(yīng)用到家庭直飲水系統(tǒng)時(shí)，這種簡(jiǎn)單系統(tǒng)可具有較其它復(fù)雜系統(tǒng)更優(yōu)越的性能。這項(xiàng)新的過(guò)濾技術(shù)目前正在中國(guó)衛(wèi)生部北京測(cè)試中心接受測(cè)試。一旦這項(xiàng)技術(shù)獲得批準(zhǔn)，無(wú)論是在美國(guó)生產(chǎn)的，還是在中國(guó)生產(chǎn)的Nanomesh過(guò)濾芯及過(guò)濾系統(tǒng)將進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，為廣大用戶提供安全，可口的飲用水。它的目標(biāo)市場(chǎng)將覆蓋軍事，災(zāi)害救援和應(yīng)急，以及旅行，辦公，工業(yè)和家庭直飲水等等。
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