南京大學朱嘉教授成功將納米技術應用于海水淡化

隨著社會發展，淡水資源變得越發匱乏，水資源短缺正成為全球需要共同面對的挑戰。光熱蒸汽技術以太陽能和海水為原料，為清潔水資源的生產提供了一條路徑。然而，傳統的塊體光熱蒸汽技術由于產水效率較低(約40%)，難以滿足實際需求。

隨著世界經濟的發展，人口不斷增長，城市日漸增多和擴張，各地用水量不斷增多。據聯合國估計，1900年，全球用水量只有4000億立方米/年，1980年為30000億立方米/年，1985年為39000億立方米/年。到2000年，水量需增加到60000億立方米/年。其中以亞洲用水量最多，達32000億立方米/年，其次為北美洲、歐洲、南美洲等。約占世界人口總數40%的80個國家和地區約15億人口淡水不足，其中26個國家約3億人極度缺水。更可怕的是，預計到2025年，世界上將會有30億人面臨缺水，40個國家和地區淡水嚴重不足。

納米技術(nanotechnology)，也稱毫微技術，是研究結構尺寸在1納米至100納米范圍內材料的性質和應用的一種技術。1981年掃描隧道顯微鏡發明后，誕生了一門以1到100納米長度為研究分子世界，它的最終目標是直接以原子或分子來構造具有特定功能的產品。因此，納米技術其實就是一種用單個原子、分子制造物質的技術。

在“納米科技”重點專項“表面等離激元高效光熱轉換機理、器件及太陽能熱利用”項目支持下，南京大學朱嘉教授團隊將氧化鋁多孔模板與金屬納米顆粒自組裝技術結合，創新性地設計了一種新型吸收體材料，在400nm到10μm波段具有99%的太陽光吸收效率。結合新型界面光熱轉換設計，將這種材料應用到海水淡化上，光熱蒸汽轉化效率可達90%，并且水質可以滿足WHO的飲用水標準。在此基礎上，該團隊進一步實現蒸汽焓存儲利用和太陽能水電聯產，依靠太陽光和自然水源兩種地球上最充沛的資源，即可實現潔凈水和電的聯產。同時，該團隊也將界面太陽能蒸汽技術創新性地推廣到了污水處理、滅菌等領域，取得了較好的結果。