马兰戈尼效应可用于从海洋获取淡水

海水淡化技术的致命弱点是设备各个组件中盐颗粒的结晶。

这种堵塞现象会导致性能随时间降低，从而限制了这些设备的耐用性。

解决这个问题对于确保一段时间内不断生产淡水很重要。

近来，已经提出了具有抗阻塞特性的创新的纳米结构材料，其具有限制盐累积的潜力。

然而，这些材料的高成本使得难以大规模生产商业原型。

从这个问题开始，都灵理工大学能源部（SMaLL）的工程师团队与麻省理工学院（MIT）合作，彻底研究了盐分在脱盐装置中的传输机理。

该研究是在注意到实验观察结果与盐迁移的经典理论模型之间存在矛盾之后开始的。

特别是，都灵理工大学的工程师经过Compagnia di San Paolo（MITOR项目）和CleanWaterCenter（CWC）资助的为期两年的数值和实验室研究后，发现盐分传输的巨大差异是由于所谓的马兰戈尼效应。

Marangoni效应是自然界中也存在的一种现象，可以在日常生活中观察到：“在水溶液中，液体分子通过分子间键彼此相互作用，这种分子间键产生称为“内聚力”的力。

具有不同浓度的两种溶液将具有不同的内聚力。

这种浓度变化的存在以及因此内聚力的存在导致液体从低浓度区域流走，从而产生了重新混合过程。

这种效果是造成摇动时在玻璃壁上观察到的葡萄酒“泪水”的原因。

由于液体中浓度的变化，因此可以设计和利用马兰戈尼效应来增加具有不同浓度的溶液的再混合。

在我们的脱盐设备中（处理后的溶液基于不同浓度的海水），这种现象可以避免盐在蒸发器中的积聚，确保蒸馏水的恒定和持久的生产率，并保护易变质的组件。

因此，我们的策略是设计一种能够充分利用这种效果的设备，朝着该设备的未来商业应用迈出进一步的一步。

”都灵理工大学能源部研究员，研究的第一作者Matteo Morciano解释说。

在当前版本中，考虑到吸收太阳能的面积约为一平方米，该脱盐装置每天可供应15升以上的水。

此外，得益于Marangoni效应，除盐过程比基于自发扩散的预测快了100倍，因此有利于快速恢复组件的性能。

这项研究的结果发表在著名的能源与环境科学杂志上，可能对新一代海水淡化材料和装置的设计产生重要影响，使它们能够自发“自我清洁”累积的盐分并确保稳定长效持久的性能。

目前正在都灵理工大学的CleanWaterCenter进行进一步的研究，目的是使原型可工业化并具有更多用途。