【碳纳米管】助力解决世界水资源问题
碳纳米管，是兼具“碳”、“纳米”、“管（圆筒）”这三个要素的极细碳纤维，被广泛应用于锂离子电池的电极材料等用途。信州大学正在推进开展将这种纳米材料应用于海水淡化技术的研究。
——海水淡化是人类社会面临的共同课题——
联合国儿童基金会（UNICEF）发布报告称，全世界约有6.6亿人无法获得安全的饮用水，每年有30万婴幼儿因水污染而丧命。饮水问题不光被列为联合国可持续发展目标（SDGs）的第六个目标，而且水还与其他许多主题相关。例如，有很多女性被迫在艰苦条件下去取水，有很多孩子也因为取水而无法充分接受教育。在海水淡化国际会议上，也有人发表关于水与性别平等、教育机会均等紧密相关的论文。世界上自来水能够直接饮用的国家只有十几个。在自来水基础设施老化和水源恶化背景下，提高生活用水质量成为紧迫课题。
国际社会正朝碳中和方向大步迈进。以沙特阿拉伯为首的中东国家正在计划增加植被和保护海洋生物，就是其中一个潮流。因此，可持续发展的海水淡化技术成为必要条件。随着全球变暖而出现的沙漠化，以及人口增多、经济增长等原因，导致水消费急剧增加，水资源紧张状况日益突出。通过海水淡化技术的进步和制水技术的革新来开拓水资源，是人类社会面临的共同课题。
——反渗透膜技术进步使成本降低——
在海水淡化利用方面，目前的主要技术路线是“反渗透膜法”。就是利用反渗透原理，只让水分子能够通过有无数细微孔洞的膜，从而将盐分从海水中过滤掉，从而制备淡水。目前，全世界每天用这种方法生产6500万吨水，这相当于拥有约1400万人口的东京都自来水日用量的14倍。经过这种方式淡化处理后的水，60%用作城市用水，30%用作工业用水。反渗透膜技术已经为人类做出了巨大的贡献。
反渗透膜自20世纪70年代成功研发出来后，进行了诸多改良。现在被广泛应用的反渗透膜，是由一种名为“交联芳香族聚酰胺”的高分子尼龙制成的，是一种厚度只有几百纳米的薄膜。使用反渗透膜淡化海水的技术，作为一种安全可靠的制水方法，正在为世界做贡献。但今天这个时代，人们高度重视可持续发展的地球生态环保措施，这就要求还要有进一步的技术革新。
首先应该改善的是降低成本。目前，对反渗透膜施加5-7兆帕的巨大压强，可以去除99.8%的盐分，制备出水来。这一过程需要消耗大量电力，制水成本每吨约1美元。将这一成本降低一半，已成为海水淡化国际会议的目标之一。
如何防止海洋污染，也是必须考虑的问题。在海水淡化过程中，每制备1升饮用水会产生约1.5升的浓缩液体“brine（高浓度盐水）”。由于高浓度盐水中含有两倍于海水浓度的盐分，必须考虑其对海洋生态系统的影响，特别是在封闭性海域环境之中。作为应对措施最值得期待的是，将含有高浓度盐分的废水当作可再利用的矿物资源来看待。目前正在推动从中回收盐分、锂、镁等矿物资源的研发工作。为了削减成本，加强环保措施，必须进一步提升反渗透膜的强韧度。
——从海洋环保角度来看也要增强韧性——
为了减缓反渗透膜老化，提高其强度，重要的是要减少附着在膜上的污垢。海水中含有浮游生物等各种杂质，因此在海水过滤阶段会发生膜被堵塞的现象。海藻中的褐藻酸和植物腐败产生的腐殖酸等天然有机物，是特别难以去除的污垢。这些污染物会使反渗透膜的分子层级扩散路径发生堵塞，降低膜的透水性能和脱盐率。这样一来，即便提高施加在膜上的压力也无法保证制备水量，只能停止运作。虽然将海水淡化装置暂时停转，把纯水灌入膜中，是可以洗掉膜表面的污垢的。这也是需要成本的。
而为了减少堵塞膜，必须提前用药剂处理准备淡化的海水，通过化学预处理方法去除海水中的杂质。在此过程中使用的药剂，会在无害化处理后遗弃到海里。从海洋环保的观点来看，我们要将药剂的使用量控制到最低。如果膜的耐久性得以提高，所需药剂的总量就能减少。因此，基于这一点，人们热切期待出现更加强韧的反渗透膜。
——成功开发出全新的反渗透膜——
为了回应这种需求，2013年，我们在信州大学成立了产官学联动的研究机构“全球水创新中心”，使用纳米技术（超微技术）的代表性材料——碳纳米管研究开发反渗透膜。碳纳米管是同时具备“碳”“纳米”“圆筒”这三种要素的物质，在铁等金属粒子的催化作用和约1000℃的温度下，可由甲烷等碳氢化合物生成。它只有五万分之一头发丝那么细，重量极轻，强度是钢的数十倍，而且化学特性稳定，能高效导热导电，因此被用作锂离子电池的电极材料，为电池性能的提升做出了贡献。除此之外，它还作为网球拍和高尔夫球杆的长柄等碳纤维增强树脂的添加材料被广泛使用。碳纳米管可以用生物甲烷来制备，此种情况下会生成副产品氢气，属于一种环保型纳米材料。
2018年，信州大学在现有的交联芳香族聚酰胺中混入碳纳米管，成功研发出全新的反渗透膜。因为混合了比例恰当的纳米材料，所以膜本身自带正电，表面的凹凸也减少了。结果，那些被称为“foulants（污垢）”的杂质就很难附着在膜上了。
如果将含有碳纳米管、不易堵塞的纳米复合膜推广商用，就有可能实现符合环保世纪潮流的“绿色海水淡化技术”，既节能，又能尽量少地使用药剂，有利于生态环境。
从2020年开始，在北九州的“北九州水广场”，通过纳米复合膜将真实的海水进行淡化处理，其针对污染物质的性能得到验证。通过这类实验，能够证明与以往的膜相比，各种药剂使用量能显著降低，膜的使用寿命也能够延长。基于实验结果我们可以期待，海水淡化装置能运行得更久，运营成本也有望减少10-15%。甚至还能简化海水预处理设备装置，而这原本是成本居高不下的原因之一。
目前，信州大学正在与国内外海水淡化相关企业和研究机构合作，推进将这种纳米复合膜实装到海水淡化装置的研究。此外，信州大学开发的反渗透膜，也可用于下水处理和至今尚未被充分利用的工厂排水再利用方面，在构建与环境、社会相协调的水资源再利用系统方面也大有前景。我相信，在碳纳米管技术研究方面处于世界最尖端地位的信州大学所研发的纳米复合膜，将对解决世界水资源问题做出巨大贡献。
全文请看日本网：https://t.cn/A6x9hPCC
#日本[超话]# #信州大学# #碳纳米管# #海水淡化新技术# #珍惜水资源#
碳纳米管，是兼具“碳”、“纳米”、“管（圆筒）”这三个要素的极细碳纤维，被广泛应用于锂离子电池的电极材料等用途。信州大学正在推进开展将这种纳米材料应用于海水淡化技术的研究。
——海水淡化是人类社会面临的共同课题——
联合国儿童基金会（UNICEF）发布报告称，全世界约有6.6亿人无法获得安全的饮用水，每年有30万婴幼儿因水污染而丧命。饮水问题不光被列为联合国可持续发展目标（SDGs）的第六个目标，而且水还与其他许多主题相关。例如，有很多女性被迫在艰苦条件下去取水，有很多孩子也因为取水而无法充分接受教育。在海水淡化国际会议上，也有人发表关于水与性别平等、教育机会均等紧密相关的论文。世界上自来水能够直接饮用的国家只有十几个。在自来水基础设施老化和水源恶化背景下，提高生活用水质量成为紧迫课题。
国际社会正朝碳中和方向大步迈进。以沙特阿拉伯为首的中东国家正在计划增加植被和保护海洋生物，就是其中一个潮流。因此，可持续发展的海水淡化技术成为必要条件。随着全球变暖而出现的沙漠化，以及人口增多、经济增长等原因，导致水消费急剧增加，水资源紧张状况日益突出。通过海水淡化技术的进步和制水技术的革新来开拓水资源，是人类社会面临的共同课题。
——反渗透膜技术进步使成本降低——
在海水淡化利用方面，目前的主要技术路线是“反渗透膜法”。就是利用反渗透原理，只让水分子能够通过有无数细微孔洞的膜，从而将盐分从海水中过滤掉，从而制备淡水。目前，全世界每天用这种方法生产6500万吨水，这相当于拥有约1400万人口的东京都自来水日用量的14倍。经过这种方式淡化处理后的水，60%用作城市用水，30%用作工业用水。反渗透膜技术已经为人类做出了巨大的贡献。
反渗透膜自20世纪70年代成功研发出来后，进行了诸多改良。现在被广泛应用的反渗透膜，是由一种名为“交联芳香族聚酰胺”的高分子尼龙制成的，是一种厚度只有几百纳米的薄膜。使用反渗透膜淡化海水的技术，作为一种安全可靠的制水方法，正在为世界做贡献。但今天这个时代，人们高度重视可持续发展的地球生态环保措施，这就要求还要有进一步的技术革新。
首先应该改善的是降低成本。目前，对反渗透膜施加5-7兆帕的巨大压强，可以去除99.8%的盐分，制备出水来。这一过程需要消耗大量电力，制水成本每吨约1美元。将这一成本降低一半，已成为海水淡化国际会议的目标之一。
如何防止海洋污染，也是必须考虑的问题。在海水淡化过程中，每制备1升饮用水会产生约1.5升的浓缩液体“brine（高浓度盐水）”。由于高浓度盐水中含有两倍于海水浓度的盐分，必须考虑其对海洋生态系统的影响，特别是在封闭性海域环境之中。作为应对措施最值得期待的是，将含有高浓度盐分的废水当作可再利用的矿物资源来看待。目前正在推动从中回收盐分、锂、镁等矿物资源的研发工作。为了削减成本，加强环保措施，必须进一步提升反渗透膜的强韧度。
——从海洋环保角度来看也要增强韧性——
为了减缓反渗透膜老化，提高其强度，重要的是要减少附着在膜上的污垢。海水中含有浮游生物等各种杂质，因此在海水过滤阶段会发生膜被堵塞的现象。海藻中的褐藻酸和植物腐败产生的腐殖酸等天然有机物，是特别难以去除的污垢。这些污染物会使反渗透膜的分子层级扩散路径发生堵塞，降低膜的透水性能和脱盐率。这样一来，即便提高施加在膜上的压力也无法保证制备水量，只能停止运作。虽然将海水淡化装置暂时停转，把纯水灌入膜中，是可以洗掉膜表面的污垢的。这也是需要成本的。
而为了减少堵塞膜，必须提前用药剂处理准备淡化的海水，通过化学预处理方法去除海水中的杂质。在此过程中使用的药剂，会在无害化处理后遗弃到海里。从海洋环保的观点来看，我们要将药剂的使用量控制到最低。如果膜的耐久性得以提高，所需药剂的总量就能减少。因此，基于这一点，人们热切期待出现更加强韧的反渗透膜。
——成功开发出全新的反渗透膜——
为了回应这种需求，2013年，我们在信州大学成立了产官学联动的研究机构“全球水创新中心”，使用纳米技术（超微技术）的代表性材料——碳纳米管研究开发反渗透膜。碳纳米管是同时具备“碳”“纳米”“圆筒”这三种要素的物质，在铁等金属粒子的催化作用和约1000℃的温度下，可由甲烷等碳氢化合物生成。它只有五万分之一头发丝那么细，重量极轻，强度是钢的数十倍，而且化学特性稳定，能高效导热导电，因此被用作锂离子电池的电极材料，为电池性能的提升做出了贡献。除此之外，它还作为网球拍和高尔夫球杆的长柄等碳纤维增强树脂的添加材料被广泛使用。碳纳米管可以用生物甲烷来制备，此种情况下会生成副产品氢气，属于一种环保型纳米材料。
2018年，信州大学在现有的交联芳香族聚酰胺中混入碳纳米管，成功研发出全新的反渗透膜。因为混合了比例恰当的纳米材料，所以膜本身自带正电，表面的凹凸也减少了。结果，那些被称为“foulants（污垢）”的杂质就很难附着在膜上了。
如果将含有碳纳米管、不易堵塞的纳米复合膜推广商用，就有可能实现符合环保世纪潮流的“绿色海水淡化技术”，既节能，又能尽量少地使用药剂，有利于生态环境。
从2020年开始，在北九州的“北九州水广场”，通过纳米复合膜将真实的海水进行淡化处理，其针对污染物质的性能得到验证。通过这类实验，能够证明与以往的膜相比，各种药剂使用量能显著降低，膜的使用寿命也能够延长。基于实验结果我们可以期待，海水淡化装置能运行得更久，运营成本也有望减少10-15%。甚至还能简化海水预处理设备装置，而这原本是成本居高不下的原因之一。
目前，信州大学正在与国内外海水淡化相关企业和研究机构合作，推进将这种纳米复合膜实装到海水淡化装置的研究。此外，信州大学开发的反渗透膜，也可用于下水处理和至今尚未被充分利用的工厂排水再利用方面，在构建与环境、社会相协调的水资源再利用系统方面也大有前景。我相信，在碳纳米管技术研究方面处于世界最尖端地位的信州大学所研发的纳米复合膜，将对解决世界水资源问题做出巨大贡献。
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#日本[超话]# #信州大学# #碳纳米管# #海水淡化新技术# #珍惜水资源#
我曾听人提起过他
似乎与旁人也没差
不过是那些关乎容貌 或品格的话
显得平淡无趣虚假
我也曾听人提起过他
那些来回翻覆的谩骂
我一笑而过没放心上没去管他
毕竟谁来路只有鲜花
后来我听闻越来越多人提到你
是真是假或者是好坏实虚
是从何时而起
我把他变成你
不愿再听那些人胡乱编排的词句
后来我不想再做个无心的路人
不想再听那些流言与传闻
迷雾之后的你
比故事里的真
我想用双眼来见证
我看到你从过去走来
赤子之心风雨未改
蜚短流长从未停止你从未挂怀
来路黯淡便用笑掩盖
后来我听闻越来越多人提到你
是真是假或者是好坏实虚
是从何时而起
我把 他 变成 你
不愿再听那些人胡乱编排的词句
后来我不想再做个无心的路人
不想再听那些流言与传闻
迷雾之后的你
比故事里的真
我想用双眼来见证
不知是从何时起我不愿意再等
不愿意看你独自奋不顾身
想做你的锋刃
或做你的后盾
想做些什么让我今后不遗憾悔恨
我想要参与你今后恢宏的传奇
共许多人做你记录的纸笔
等清风过指隙
波澜浪潮平息
再与后来人提起你
似乎与旁人也没差
不过是那些关乎容貌 或品格的话
显得平淡无趣虚假
我也曾听人提起过他
那些来回翻覆的谩骂
我一笑而过没放心上没去管他
毕竟谁来路只有鲜花
后来我听闻越来越多人提到你
是真是假或者是好坏实虚
是从何时而起
我把他变成你
不愿再听那些人胡乱编排的词句
后来我不想再做个无心的路人
不想再听那些流言与传闻
迷雾之后的你
比故事里的真
我想用双眼来见证
我看到你从过去走来
赤子之心风雨未改
蜚短流长从未停止你从未挂怀
来路黯淡便用笑掩盖
后来我听闻越来越多人提到你
是真是假或者是好坏实虚
是从何时而起
我把 他 变成 你
不愿再听那些人胡乱编排的词句
后来我不想再做个无心的路人
不想再听那些流言与传闻
迷雾之后的你
比故事里的真
我想用双眼来见证
不知是从何时起我不愿意再等
不愿意看你独自奋不顾身
想做你的锋刃
或做你的后盾
想做些什么让我今后不遗憾悔恨
我想要参与你今后恢宏的传奇
共许多人做你记录的纸笔
等清风过指隙
波澜浪潮平息
再与后来人提起你
男生分手后的心理变化周期是什么样的？
在失恋这种事上，男生可能会稍微慢半拍，但之后难过起来其实不比女生好过到哪里去！
分手后的三分钟，爱情真的屁也不是，跟女人真是无法沟通，她是傻子吗？要一天说800遍我爱你，她才能有安全感？我的世界必须360度无死角围着她转才行吗？
爱怎么样怎么样吧，我也受够了她每次的无理取闹，是真的不合适，没劲，她最好别后悔，后悔了也没有用！
手后的三个小时，她一个电话都没给我打，真是沉的住气啊！
分了挺好，今晚不用熬夜陪她聊天了，也不用和她说晚安，每次前面要加宝贝，后面要加我爱你她才肯睡，真的很麻烦啊女人！这么晚她已经睡了吧！看来是下好决心了，老是说我不爱她，说我不懂她，她也没理解过我呀，算了，不想了，明天睡醒就忘了。
分手后的三天，连着喝了三天的大酒，忍住了每一个喝醉后想给她打的电话。昨晚那个都播出去了，但还是立即挂断了。
分手而已，我不想让她以为我没她就怎么样了呢？我怎么可能让她知道，其实没她骚扰时，游戏也没那么好玩儿了，没她提醒我，这几天也没有按时吃饭了，没她阻拦我睡觉，我反而开始失眠了。
没有她的好友列表，没有一个我想说话的人，我真的是好喜欢她呀。
分手后的一周，每天睡前都会偷偷看她的社交软件，吃了寿司，看了电影，照片里穿的那条裙子，我没见过，她还是那么好看，看起来她每天都挺开心的，真的决定重新开始生活了吧，那我就放心了。
和我在一起，也是委屈她了，她喜欢的那个电影，我一直借口说忙，都没陪他看，她想喝的奶茶，我嫌排队太久，也始终没有给她买过，她想要和我去春游，现在春天过去好久了。
我好像上次打游戏时还挂过她的电话，没有她，我才会开心吧。好遗憾的那些话也就不亲口和她说了，要重新振作起来，我也要好好生活了。
分手后的三周，没有她之后的生活挺自由的，做什么都没人管我了，可没她的吵吵闹闹，生活竟然很难开心起来，像个黑白默片，我只能尽量的让自己忙碌起来不去想她，去超市买烟的时候，顺便买一包她最爱吃的水果糖，每次她吃完糖后的那个吻就是这个味道。
那家甜品店，上次来这里找她，奶油沾她嘴角的样子特别可爱，前面的路口和她一起躲过雨，那次她感冒了一周多。马上要到地铁站了，她以前总站在那个灯牌下面等我，老远看到我会从人群中飞扑过来。
我是怎么了？我没办法不想她，我以为删了她就可以结束这段感情，但现在想到未来的画面，我真的少了她的话......
我好害怕失去她，好难想象她以后会属于别人，那到时候会是我亲手把她让给别人的吗？我真的是脑残吗？
我不是在最好的时光遇到了你，而是遇到你给了我这段最好的时光。
在失恋这种事上，男生可能会稍微慢半拍，但之后难过起来其实不比女生好过到哪里去！
分手后的三分钟，爱情真的屁也不是，跟女人真是无法沟通，她是傻子吗？要一天说800遍我爱你，她才能有安全感？我的世界必须360度无死角围着她转才行吗？
爱怎么样怎么样吧，我也受够了她每次的无理取闹，是真的不合适，没劲，她最好别后悔，后悔了也没有用！
手后的三个小时，她一个电话都没给我打，真是沉的住气啊！
分了挺好，今晚不用熬夜陪她聊天了，也不用和她说晚安，每次前面要加宝贝，后面要加我爱你她才肯睡，真的很麻烦啊女人！这么晚她已经睡了吧！看来是下好决心了，老是说我不爱她，说我不懂她，她也没理解过我呀，算了，不想了，明天睡醒就忘了。
分手后的三天，连着喝了三天的大酒，忍住了每一个喝醉后想给她打的电话。昨晚那个都播出去了，但还是立即挂断了。
分手而已，我不想让她以为我没她就怎么样了呢？我怎么可能让她知道，其实没她骚扰时，游戏也没那么好玩儿了，没她提醒我，这几天也没有按时吃饭了，没她阻拦我睡觉，我反而开始失眠了。
没有她的好友列表，没有一个我想说话的人，我真的是好喜欢她呀。
分手后的一周，每天睡前都会偷偷看她的社交软件，吃了寿司，看了电影，照片里穿的那条裙子，我没见过，她还是那么好看，看起来她每天都挺开心的，真的决定重新开始生活了吧，那我就放心了。
和我在一起，也是委屈她了，她喜欢的那个电影，我一直借口说忙，都没陪他看，她想喝的奶茶，我嫌排队太久，也始终没有给她买过，她想要和我去春游，现在春天过去好久了。
我好像上次打游戏时还挂过她的电话，没有她，我才会开心吧。好遗憾的那些话也就不亲口和她说了，要重新振作起来，我也要好好生活了。
分手后的三周，没有她之后的生活挺自由的，做什么都没人管我了，可没她的吵吵闹闹，生活竟然很难开心起来，像个黑白默片，我只能尽量的让自己忙碌起来不去想她，去超市买烟的时候，顺便买一包她最爱吃的水果糖，每次她吃完糖后的那个吻就是这个味道。
那家甜品店，上次来这里找她，奶油沾她嘴角的样子特别可爱，前面的路口和她一起躲过雨，那次她感冒了一周多。马上要到地铁站了，她以前总站在那个灯牌下面等我，老远看到我会从人群中飞扑过来。
我是怎么了？我没办法不想她，我以为删了她就可以结束这段感情，但现在想到未来的画面，我真的少了她的话......
我好害怕失去她，好难想象她以后会属于别人，那到时候会是我亲手把她让给别人的吗？我真的是脑残吗？
我不是在最好的时光遇到了你，而是遇到你给了我这段最好的时光。
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