日本研究人员设计了一系列氟化纳米通道，能够选择性地从受污染的水样中去除盐分和其他杂质。由于净化率比目前的替代方案高出三个数量级，该团队相信这项技术可以开发用于全球水处理和海水淡化应用。

“淡水仅占总水量的 0.01%。它的短缺是全球可持续发展目标面临的最大问题之一，”东京大学参与这项研究的主要科学家之一Takuzo Aida解释道。淡水危机在整个中东地区尤为严重。中东所有国家都被世界资源研究所的渡槽水风险图谱列为面临严重缺水风险的国家，并依靠海水淡化和水净化系统来获取这种宝贵的资源。

“目前，海水淡化和水处理以反渗透膜为主，”沙特阿拉伯法赫德国王石油和矿产大学的研究工程师Ihsanullah Ihsanullah评论道。“但研究表明，添加纳米材料可以显着增强水处理材料的特性。”

反渗透依赖于施加物理压力来迫使水通过部分可渗透的膜，克服自然占主导地位的渗透压并过滤掉过程中的任何污染物。自然界已经进化出一种称为水通道蛋白的特殊膜蛋白，用于细胞内的水运输，但这些生物纳米通道已被证明难以复制。碳纳米管是一种很有前途的合成模拟物，但选择性差和渗透率低。

受 Teflon 的启发，由 Aida、Yoshimitsu Itoh和Kohei Sato领导的日本团队开发了一系列氟化纳米环，能够进行超分子聚合形成刚性堆叠，从而形成具有氟覆盖内表面的纳米通道。

诸如聚四氟乙烯之类的氟化表面具有极强的防水性，这种特性称为疏水性。正是这种极端的防水性解释了氟化系统所表现出的前所未有的渗透率。在正常情况下，水会形成由氢键结合在一起的小分子簇。这些簇比自由水分子扩散得更慢，特别是在纳米通道的受限空间中。然而，Aida 和他的团队提出，他们的纳米通道的疏水表面抑制了这些簇的形成，使单个水分子能够更快地扩散。

来自美国马里兰大学的机械工程师Siddhartha Das说，海水淡化的表现也非常令人兴奋。'氟是带负电的，因此与氯离子有很强的静电排斥力，所以没有任何东西可以通过。这是一种非常有效的海水淡化方法。

然而，尽管性能优于所有当前的净化技术，但仍有工作要做。“这些基于纳米材料的膜具有成为未来水净化技术的巨大潜力，但这些材料在商业规模上的应用仍然存在重大障碍。这项研究仍处于早期阶段，”Ihsanullah 评论道。

“这是一门美丽的科学，”达斯说。'我唯一关心的，或者更确切地说，发展的要点是；技术是否可扩展？它是否具有成本效益？

这些都是东京团队希望能够尽快回答的问题。需要更多的研究来使这些纳米通道在水净化或海水淡化方面实际有用。“然而，我们的工作传达了一个重要信息，”艾达评论道。“我们所取得的成果是展示了一个极端的例子，人们可能会认识到超过迄今为止存在的渗透率和脱盐能力上限的可能性。”