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5月30日消息，由伦敦帝国理工学院的研究人员领导的一个团队研究了水分子如何在密闭空间中移动。他们发现，通过一种聚酰胺 (PA) 膜可以去除海水中的盐分，从而产生淡水。

该研究可能对水净化和海水淡化过程产生重大影响，这对于饮用水和工业过程用水非常重要，包括农业和能源系统。

图片来源：CC0 公共领域

以前人们认为，水在膜内的行为与它没有被困住时的行为类似，例如当水被保存在玻璃杯中时，但该研究的第一作者，帝国理工化学工程系Joao Cabral 教授似乎不太认可这样的见解。

卡布拉尔教授说：“这听起来很不合理，一个被限制在仅比分子本身大小稍大的空间内的分子会像没有受到阻碍一样移动。”

研究小组在核反应堆中使用了一种称为准弹性和非弹性中子散射的实验技术来测量水分子运动的几何形状，并计算出多个扩散系数——水通过膜材料扩散的速度。

这使他们能够了解分子水平上发生的事情，研究人员通过测量中子和样本之间的相互作用来解释水分子的特性。

卡布拉尔教授指出，这些类型的复杂实验只有通过国际合作才能实现，在这种情况下，通过与法国格勒诺布尔劳厄-朗之万研究所的专家合作，有了不一样的发现。

设计下一代膜

这项研究的意义在于，它将使设计用于海水淡化和水净化的下一代膜的工程师能够通过精确的测量来锚定他们的工作。

卡布拉尔教授指出：人们正在尝试设计新材料，而这样做的方法可以通过反复试验，因此工程师将尝试组合不同的材料，直到它们获得卓越的性能。

设计新材料的一种方法是使用计算机模拟，但这些模拟器无法获得严格的实验测量来锚定他们的工作。

这位帝国研究人员补充指出，他们的研究现在允许任何想要设计新材料的人用这些非常精确的数值来锚定和验证他们的工作，这些数值可以说明水能够以多快的速度穿过膜，以及水可以通过何种机制穿过这种材料。

该研究发表在《自然通讯》上。