新型太阳能系统可将海水转化为饮用水，且不会产生有害废物。

图片来源：罗切斯特大学

据联合国统计，全球仍有22亿人无法获得安全饮用水。世界各地许多地区依赖海水淡化厂，但反渗透和热蒸馏等传统方法成本极高且能耗巨大。这些方法还需要化学处理，并会产生大量浓缩盐水废液。当这种高盐液体排放回海洋时，由于盐度升高和氧气消耗，会对海洋生态系统构成严重威胁。

由罗切斯特大学光学与物理学教授郭春雷领导的研究团队开发了一种全新的方法。他们的系统采用太阳能供电，无需任何化学预处理，也不会产生任何液态盐水。这项技术基于一种经过飞秒激光处理的特制黑色金属太阳能电池板。这种微结构使表面能够吸收几乎所有的阳光，同时还能“吸引”水。面板上的激光会形成一个活性区域，吸引一层薄薄的海水流过表面。当阳光加热金属时，水蒸发并液化成洁净的饮用水，而溶解的盐分和矿物质则会自动转移到面板的惰性区域，从而防止系统堵塞。

这项关键突破在于，真正的海水除了氯化钠之外，还含有镁和钙，这些物质蒸发后会形成坚硬致密的结壳。这个过程类似于热水器中水垢的形成。为了防止这种情况发生，科学家们在金属表面设计了微小的凹槽，并利用了一种被称为“咖啡渍效应”的著名物理现象。当一滴咖啡干燥后，会在边缘留下一圈深色的浓缩颗粒。该系统正是利用同样的原理将盐分输送到边缘。这项技术已在太平洋、大西洋和印度洋的海水中成功进行了测试，表面实现了完全的自清洁。

该工艺不会产生对环境有害的废液，而是以固体形式去除几乎所有盐类。这些残渣可以加工成食盐，或提取成锂等有价值的原材料，锂是制造电动汽车电池的关键原料。尽管该系统目前仅处于原型阶段，但研究人员相信它可以成功扩大规模，用于工业生产。