美科学家研制世界最小净水器，只有口香糖大小(图文)

如果你是一名驴友，你一定遇到过这种情况：在野外时，饮用水已经喝完，千辛万苦寻找到水源时，担心水里有细菌而不敢饮用，干渴难耐的你只得赌一把，希望喝完水的你不会生病或者发烧。针对此种饮用水的安全问题，斯坦福大学的研究者们最近研发出一种微型设备，它能充分利用太阳光线中的紫外线和可见光，杀死水中99.99%的微生物细菌，短短 20 分钟就能对水起到彻底净化作用。

你所不了解的太阳光谱

太阳电磁辐射中 99.9% 的能量集中在可见光区、红外区和紫外区，三者的百分比分别为 50%、43%、7%；其中，紫外区的紫外线所含太阳辐射能只有 4%。而目前人类对紫外线的运用是最广泛的，比如用太阳光线给水消毒时，其实主要是紫外线在起作用。

然而，紫外线设备给水消毒时，效率并不高，往往需要 48 小时，甚至更长的时间。如何提高消毒效率呢？斯坦福大学的研究者们给出的答案是：充分利用可见光区的太阳辐射能。

它如何起作用？

这个设备尺寸仅有 1cm×2cm，仅比一颗益达口香糖略大，外表看上去像一小块黑色玻璃，玻璃表面涂有一层纳米级别的二硫化钼。在显微镜观察下，我们能看到极其微小的二硫化钼「墙壁」，它们一块块堆叠在矩形玻璃表面，看上去既像一个小型迷宫，又像人的指纹。这块小玻璃不仅能利用紫外线，还能利用太阳光谱里的可见光。

使用时，我们只需将这块小玻璃放入水中，然后将水放置在阳光下。当二硫化钼与可见光相遇时，二硫化钼能变成光催化剂，接着产出过氧化氢（双氧水），从而杀死绝大部分细菌。在杀死细菌后，这些化学物质会自动分解为水和氧。

实际效果如何？

斯坦福大学材料与能源学院首席研究员刘冲（音译）向第四能源记者表示，「在我们的测试里，将小玻璃放入 25 毫升水里，只需 20 分钟，就能杀死水里 99.99% 的细菌。」

与传统的净水方式相比，这种方式无疑效率更高，并且简便易行；另外，无须将水烧开，某种程度上也节省了能源。

但是，目前使用该设备净水也有其局限：它只能消除水中的大肠杆菌和乳酸杆菌，而对于被有毒化学物质和病毒污染的水体，则无法起作用。

研究进展

在真正推向市场之前，斯坦福大学研究团队仍然还有许多工作要做，目前为止，他们已测试了 3 种细菌，均取得了比较理想的实验效果。刘冲向笔者透露，「争取在未来 3-5 年内实现商业化生产。」

令人欣慰的是，生产这种设备所需的原料成本低廉，且极易量产，因此这项技术能快速推广普及。一旦该设备实现量产，许多发展中国家的人们将从中受益，据联合国数据统计，目前全球仍有 6 亿多人口无法获取纯净的饮用水。

该项目得到了美国能源部的资金支持，研究论文已发表在 8 月 15 日《自然》杂志网络版纳米技技术板块。

**本文作者张龙华，文章首发第四能源（微信号：FourthEnergy），转载请与头条号作者取得联系。

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