脱盐系统在改善淡水供应方面起着非常重要的作用，但是有些水资源过咸，这种高盐度水中的盐含量可能是普通盐水的10倍之多，用现有的科学手段无法进行有效的处理。近期，莱斯大学（Rice University）的科研人员开发出了一种太阳能淡化系统，该系统依靠特殊的耐腐蚀涂层来对抗这种超咸水。

莱斯大学科研人员Kuichang Zuo（左）和Qilin Li 

在包括石油和天然气等工业生产中可能会产生高盐度的水，现有的脱盐系统在分离出淡水的同时也会产生浓盐水。这些高盐度的水不能通过常见的脱盐技术来处理，因为它所需的压力过大，进而会耗费非常高的成本和能源。

去年，哥伦比亚大学的一支科研团队曾研发出新一代脱盐系统，并通过试验演示了如何将溶剂添加到高盐度水中，从而以低成本和高效率的方式提取盐分。而近期，来自赖斯大学的科研团队也找到了突破性的解决方案，同样被认为是低成本和非常高效的，他们是利用二维形式的氮化硼来进行脱盐处理。

氮化硼具有各种形状和尺寸，但是当形成二维六边形图案（仅单个原子厚）时，它具有一些非常有用的特性。这种材料有时被称为“白色石墨烯”，在超薄电子设备和先进太阳能电池的开发中拥有巨大潜力。赖斯大学的科研团队发现，它在处理咸水方面可以发挥至关重要的作用。

研究小组发现，这种形态的氮化硼能够让脱盐系统的中膜两侧产生更大的温差。一般而言，当盐水流过这些多孔膜的一侧时，会被特殊涂层加热，这样会在另一侧与冷淡水产生温差。反过来，这会产生压力梯度，迫使水蒸气通过膜，以滤出盐和其他污染物。

问题是高盐度水在加热时更具腐蚀性，这会立即破坏设备中的加热元件并使它失效。而二维氮化硼能够在不锈钢网丝的顶部生长成六边形层，该网孔膜可以用在加热元件上起到非常好的保护作用。

在这种应用了二维氮化硼膜的太阳能脱盐装置中，固定在膜上的光活化纳米粒子从阳光中收集所需的能量。在测试中，研究人员发现这种设计能够大量淡化高盐度水，每平方米（11平方英尺）的膜能够析出 42千克（92磅）的淡水，他们表示利用这种膜所提供的淡化能力超过当前环境太阳能膜技术的10倍。这是因为加热元件的电压以与家用交流电源相同的50Hz频率运行，并且功率密度高达每平方米50kW。

据报道，由于采用了特殊涂层，使得该系统保持了出色的稳定性，并显示出优秀的导热性、水蒸气渗透性和耐腐蚀性。值得注意的是，该团队能够将这种新技术整合到螺旋膜系统中，这预示着该解决方案会更紧凑，更便于运输和安装。研究人员现在正在寻找行业合作伙伴，以帮助他们开展更大规模的现场测试。

该研究发表在《自然纳米技术》杂志上。