此刻认真工作或挣扎著挤上捷运的你，可能不觉得喝纯净的水是多么困难的事，但其实，在这个地球上约有十亿人没有可安全饮用的水。
根据世界银行资料显示，当今 88% 疾病是由于饮用不干净的水源所导致。
因此，水的净化和过滤就显得格外重要。但更让人悲伤的是，受污染的水源大多集中在发展中国家，平均生活水准不高，过滤器的价格却十分昂贵。
最近，普林斯顿大学、联合利华及夏威夷大学的研究人员研究出一种低成本净化水系统技术，或许会在未来拯救数以亿万计的生命。
这个系统使用二氧化碳（CO2）为过滤颗粒来净化。
将二氧化碳气体注入受污染的水，水与气体混合能暂时改变水的化学性质。化学变化会导致污染颗粒根据电荷移动集中到一侧。透过这种迁移，研究人员能够分解水流并过滤这些悬浮的污染颗粒。
夏威夷大学马诺阿分校机械工程助理教授 Sangwoo Shin 表示：
你可以用这个方式来清理含有细菌和污垢颗粒的池塘或河流。
研究人员把这个技术论述成文发表在杂志《Nature Communication》上，介绍如何建立一个比传统微量过滤系统更有效去除 3 个数量级（1,000 倍）颗粒的实验室规模过滤器。
该系统耗能较低，瓶装二氧化碳为唯一的可移动零件（除了负责流量的泵），不会出现堵塞或需要更换的物理过滤器或膜的情况。
▲ 二氧化碳净化水源示意图。
二氧化碳是透过偏酸性来改变水的化学性质：酸度意味着当 CO2 溶解在水中时，会产生称为离子的带电粒子。这些离子中的带正电荷氢原子可非常快速透过水溶液移动。
另一个带负电荷的碳酸氢盐分子移动较慢一些。离子透过水的运动产生微妙的电场，在水流一侧吸引水中的颗粒，使具有相同电极的颗粒都集中到同一侧。
因为大多数污染物具有一定量的表面电荷，所以电场是将其从水中压出的有效途径。
研究人员的设备利用这种不同颗粒的不同电极以及微妙电场，将污染物吸入流动侧，然后将水分解成两个通道：
一条路径携带含有污染颗粒的水，另一条路保持清水。因为系统没有使用过滤膜或机械过滤器，所以没有堵塞问题。研究人员 Howard Stone 表示：
使用可溶性气体为控制溶液中颗粒的方法可能使用在其他工业，不一定局限在水过滤领域：我们希望在这项研究中探索的原则也将在其他研究领域产生影响。
二氧化碳为过滤气体在发展中国家尤其有用，因为不需要定时更换昂贵的过滤器，成本低了非常多。不仅如此，操作也更简单些，只需要瓶装二氧化碳即可。
水污染和水资源过滤的问题一直以来都是科学家和产业关注的焦点。譬如 Vestergard Frandsen 公司就做过一根可过滤水的吸管（户外便携式净水器）LifeStraw；
▲ LifeStraw 吸管。
美国的创业公司 Liquidity 也希望利用一款奈米科技支援的杯子可立即过滤污染水源；
而华盛顿圣路易斯大学的研究人员则发现基于石墨烯的生物泡沫板可用来过滤受污染的水。
总之，希望这些技术可以让地球上每个人都喝到干净的水。
（本文由 36Kr 授权转载；首图来源：pixabay）
延伸阅读：
- 科学家发明滤水书，未开发国家也能喝到干净水
- 处理器将排泄物转化为饮用水，比尔盖兹当场喝给你看
