東北大學(xué)機(jī)械與工業(yè)工程副教授鄭毅暑假訪問(wèn)當(dāng)?shù)啬膛?chǎng)時(shí)，受到了啟發(fā)。有牛和馬，這意味著到處都是糞便。

鄭一直在尋找如何用天然材料創(chuàng)造功能性東西的想法。他還不確定他能用糞便制作什么有用的物品，但他很確定這種材料很有希望。

于是教授向農(nóng)民要了一個(gè)水桶帶回他的實(shí)驗(yàn)室。與此同時(shí)，鄭正對(duì)一個(gè)全球性問(wèn)題感到困惑：飲用水短缺。據(jù)聯(lián)合國(guó)兒童基金會(huì)稱(chēng)，約有 14.2 億人生活在水資源脆弱性高或極高的地區(qū)。

作為一種可能的解決方案，工程師們一直在努力設(shè)計(jì)將海水轉(zhuǎn)化為淡水的方法。他們提出了一些工具，可以在稱(chēng)為脫鹽的過(guò)程中去除所有鹽分。海水淡化系統(tǒng)通常依靠薄膜作為過(guò)濾器，當(dāng)鹽通過(guò)海水蒸發(fā)時(shí)將其從海水中拉出。

但是這種材料的制造成本有點(diǎn)高，而且材料本身是不可持續(xù)的，鄭說(shuō)，此外，海水淡化的整個(gè)過(guò)程都要消耗電力。

鄭先生想，為什么我們不能直接利用陽(yáng)光來(lái)進(jìn)行海水淡化呢？

他的愿景不是在海水淡化廠安裝一堆太陽(yáng)能電池板。相反，鄭有一個(gè)更直接的方法。他想設(shè)計(jì)一種過(guò)濾器，將其放置在室外的海水上并由陽(yáng)光激活。不需要電。這就是糞便進(jìn)來(lái)的地方。

當(dāng)鄭將臭桶帶回實(shí)驗(yàn)室時(shí)，他和他的團(tuán)隊(duì)決定將其加熱到 1,700 攝氏度（3,092 華氏度），以殺死糞便中的任何細(xì)菌。完成后，研究人員發(fā)現(xiàn)他們產(chǎn)生了一種粉末狀的碳。他們用黑色粉末制成泡沫，然后將其變成一種高吸水性材料，漂浮在水面上。當(dāng)放在陽(yáng)光下時(shí)，黑色物質(zhì)下面的水會(huì)變成蒸汽并通過(guò)它。

鄭有預(yù)感，這個(gè)過(guò)程會(huì)是一個(gè)很好的海水淡化器，所以他收集了一些海水進(jìn)行測(cè)試。事實(shí)上，當(dāng)通過(guò)糞便過(guò)濾器的鹽水中的蒸汽凝結(jié)回水時(shí)，它非常新鮮。鄭說(shuō)，由此產(chǎn)生的水非常新鮮，其鈉濃度明顯低于美國(guó)環(huán)境保護(hù)署為飲用水設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)。

糞便并不是鄭和他的團(tuán)隊(duì)用來(lái)在陽(yáng)光下淡化海水的唯一天然材料。他們用來(lái)制造太陽(yáng)能觸發(fā)碳過(guò)濾器的其他材料包括樹(shù)葉、墨魚(yú)墨汁、螃蟹和龍蝦殼、馬蜂窩和辦公用紙廢料。他們的方法在Cell Reports Physical Science、ACS Applied Materials & Interfaces、ACS Omega、Nanoscale和Journal of Materials Chemistry A 上的一系列近期出版物中有所描述。

“我們使用的材料是完全天然的、可持續(xù)的，”鄭說(shuō)?！斑@種天然材料性能良好，成本低，易于獲得且易于制造?！?/span>

這意味著這項(xiàng)技術(shù)可以授權(quán)當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)建立自己的海水淡化系統(tǒng)，這可能是向公平地獲得移動(dòng)飲用水重要的水世界各地，鄭說(shuō)。“你不能簡(jiǎn)單地在當(dāng)?shù)卮迩f或城鎮(zhèn)設(shè)置納米制造設(shè)施，但人們可以簡(jiǎn)單地從當(dāng)?shù)剞r(nóng)場(chǎng)收集糞便并輕松燃燒。因此，糞便和樹(shù)葉的使用使其非常容易獲得?！?/span>