宇宙の水の循環(huán)システムは何の奧妙があって、汗をきれいに濾過することができますか？

宇宙生活の中で、水は最も貴重な資源で、1ガロンの水を亜軌道宇宙に運(yùn)ぶには少なくとも8.3萬ドルが必要だと推定されています。宇宙飛行士の宇宙生活用水問題を解決するため、NASA JSCは2000年からナノ材料會(huì)社アルゴイドと小企業(yè)イノベーション研究（SBIR）契約を結(jié)び、水循環(huán)フィルタリング、消毒システムを開発した。2002年、同社はナノファイバーコア技術(shù)に基づいてNanoCelramフィルタを開発しました。経験証は宇宙飲用水に優(yōu)れた浄化効果を提供します。この技術(shù)を使って、宇宙飛行士の汗と尿も水回収システムに組み込むことができます。

NanoCelramフィルタは直徑9.65 mmのガラス繊維にナノアルミナ繊維を複合して作ったもので、ナノファイバーの平均直徑は約2 nmで、平均長(zhǎng)さは約200～300 nmで、フィルター比表面積は500 m 2/gに達(dá)し、繊維には正の電荷が含まれています。

濾過時(shí)、サイズが2μmより大きい不純物はナノ繊維の遮斷作用で直接濾過され、より細(xì)かい粒子などは軽い負(fù)電荷を持つため、正電荷を持つナノアルミナ繊維に吸著して濾過されるので、単層フィルター媒體は0.025μm粒子の濾過効率が99.99%（3層媒體は99.99%）に達(dá)することができ、水中の細(xì)菌、ウイルス、有機(jī)物粒子、寄生蟲及び鉄、鉛などの重金屬を効果的に除去することができる。一方、このフィルタ媒體は、不純物粒子をフィルタリングするより大きな開口部を有しているため、高い流動(dòng)性、高いホコリ量、低圧降下力を有する。

宇宙飛行士の宇宙水のために開発されたNanoCelramですが、一般的で強(qiáng)力な技術(shù)として、民間でも大きな潛在的な応用価値があります。世界で約9億人が安全と浄化された飲料水に不足しています。毎年300萬～400萬人が水汚染に関わる病気で死んでいます。また、野外行軍、徒歩旅行なども攜帯しているリアルタイムの水浄化設(shè)備に対して切実な需要があります。

そのため、NanoCelram技術(shù)はあっという間に民生分野に広がった。例えば、2006年AgonideはNanoCelramフィルタ技術(shù)をAhlstrom（オス龍）に付與し、その後、オス竜はNanoCelram技術(shù)に基づいて商品名を「Dispruptor？」というナノアルミニウム繊維媒體材料の商業(yè)化生産を完成しました。その上、活性炭粉末（PAC）を添加することによって、メディア（Dispruptor？PAC）のフィルタリング性能をさらに高め、民間で広く飲用されています。

また、NASAは2017年にNanoCelram技術(shù)の市場(chǎng)化に関する報(bào)告で、ユタ州に本社を置く浄水器會(huì)社Water Pure Technologiesの攜帯水浄化裝置Water ResQとアップグレード版のMobile Water ResQU.Vシステムを紹介しました。このシステムは水浄化システムを攜帯のスーツケースに配置して、太陽(yáng)電池パネルで充電したり、手で充電したりできます。毎分2.9ガロンの水をフィルタできます。また、高汚染水に対する余分なフィルタリングモジュールを追加できます。同社は現(xiàn)在、消防スカイダイビング、緊急救援組織、軍などから注文を受けている。

宇宙水循環(huán)フィルタリング技術(shù)に基づき、NASAはさらに宇宙循環(huán)水の結(jié)浄度を向上させ、宇宙靜脈內(nèi)の注射級(jí)（IntraVenous、IV）の浄水を生産することを期待している。宇宙飛行士は空間任務(wù)のたびに病気やけがの恐れがあるため、NASA國(guó)際宇宙ステーションの患者狀況データベースでは空間で発生する可能性がある醫(yī)療狀況ステーションの115種類が靜脈注射が必要であることが確認(rèn)されています。

NASAの最近の研究報(bào)告によると、ミッション?トゥ?マーズには248 Lまでの靜脈注射液が必要かもしれないが、現(xiàn)在のところ宇宙ステーションには12 Lの液體しか記憶できない。このような巨大なIV液體の需要が宇宙に入るという代償は巨大である。

このため、NASAはIntrVenous Frid GENeration for Exploration Missions（IVGEN）というプロジェクトを設(shè)立しました。ケネディ宇宙センターとグレン研究センターが協(xié)力してIV水浄化試験システムを開発し、2010年に國(guó)際宇宙ステーションでテストを行いました。しかし、この技術(shù)の開発が成功すれば、宇宙ステーション醫(yī)療の分野以外に、野外戦爭(zhēng)、潛水艦、遠(yuǎn)洋艦隊(duì)及び民間醫(yī)療救援などの分野で非常に良い応用見通しと価値があると予想されます。