隨著神舟十二號載人飛船的成功返航，在太空出差的三人組也順利回家了。

宇航員看起來很酷炫，可以探索很多人類沒有探索過的地方，在這些地方第一次留下人類的身影。然而成為宇航員要經過大量的艱苦訓練，培養一個宇航員也要花費大量的資金。為了節約，每項花費都要進行“精打細算”，比如“喝水”這件事兒上就得節省。

宇航員是怎麼喝水的

所謂的“不好喝”並不是指味道不好，而是說喝水不容易。即使是瓊漿玉液，在宇宙中微重力的作用下，想喝下去也得“有兩下子”。在太空中，用正常的杯子是很難喝到水的，通常是用吸管連線著一個密封的袋子，把水擠入嘴裡。而且水不會自動往下走，得小心嚥下去別嗆進鼻子裡。

除了喝水需要技術以外，水的來源也是問題。我們如果在家從網上買一箱礦泉水，經常會是“包郵”，實際也沒多少運費。但如果宇航員在國際空間站裡“網購”一箱礦泉水並要求火箭發貨，那錢主要就都花在運費上了。沒聽說哪家快遞公司是能用火箭配送的，就算真的有，發上去之後還得和空間站對接成功才行。

我們知道開車帶的人多會費油，騎電動車如果帶人的話耗電也很快，火箭傳送也是一樣，到空間站的路途非常遙遠，而且還不是“平路”，是向上飛，所以運送是很費燃料的。而火箭用的燃料可不是7塊多錢一升的92號汽油，有人測算過，運送1千克的東西到空間站，運費大概要1萬美元。所以宇航員喝的一杯水，送過去的運費大概要3000美元，也就是約2萬元。

每個人每天喝水就要2千克，再加上日常要用的水，開銷實在太大，得想個辦法節約——自己在空中“制水”。

空間站收集水的方法不止一種，比如進行艙內冷凝，把宇航員撥出的蒸汽和其他蒸發的水汽收集起來。至於尿液和其他汙水，可以採用一種超強的過濾技術——反滲透法來處理。

我們平時喝水和吃飯其實不太一樣，吃飯是吸收了化學能［插圖］再排掉，而水裡面沒有我們能吸收的能量，很大一部分在我們的體內不會發生化學變化，只是幫助我們代謝。所以大部分喝下去的水只要經過處理淨化，去除代謝廢物之後還是可以再次飲用的。

釀酒、半透膜與反滲透

半透膜是一種只能讓小分子和離子來回進出的薄膜，簡單理解，就是比半透膜孔徑大的物質會被阻擋在外，比如蛋白質分子。其實半透膜到處可見，比如細胞膜、膀胱膜、羊皮紙、雞蛋殼膜、蘿蔔皮、腸衣等都是半透膜。

據說，半透膜是在“廚房”發現的。當年的法國物理學家諾勒想尋找一種釀酒的方法：他用豬的膀胱膜給一個酒瓶子封口，然後將酒瓶子全部浸入水中，想看看這樣釀出來的酒味道怎麼樣，結果發現膀胱膜向外膨脹，水滲入了酒瓶子裡面，最後把膀胱膜撐破了。

我們也可以做一個實驗：把一個杯子的中間用半透膜隔開，左右體積相等，左邊放入清水，右邊放入同樣多的高濃度鹽水或糖水，保證兩邊高度相同（壓強相同）。但過一段時間你就會發現，左邊清水的液麵會更高一些，這個高度差會一直持續下去，這是因為左右兩邊的清水和鹽水之間存在著壓強差，而這個壓強差被稱為“滲透壓”。由於右邊濃度高、水分子相對少，自由擴散的水分子過去的多、回來的少，而鹽和糖分子無法穿過半透膜。

所以靜脈注射的時候要用0。9%的生理鹽水作為藥物載體，讓注射液是“等滲”的。如果配比不當，比如鹽的濃度過低，紅細胞就會像之前說的膀胱膜一樣，因為吸入了過多的水而漲破。紅細胞破裂的數量多了，發生溶血，會危及生命。而如果鹽濃度太高，就會讓細胞裡的水流到外面，造成失水。

由此可以看出，水會被高濃度的部分“吸走”，自動向低濃度的區域自由擴充套件，趨向於讓兩邊濃度相等。同時也說明了，如果半透膜孔徑大小合適，就能只讓水分子透過，病毒、大分子、水合離子都無法透過。那如果我們反過來，不讓低濃度區域的水被吸走，而是給濃度高的一側使勁加壓，把高濃度部分的水從半透膜擠出去，讓它的濃度更高，這個過程就被稱為“反滲透”。

簡單理解反滲透過濾法，就是用孔徑極小的膜，一側放入汙水並且加壓，使純淨的水流到另一側，實現濾水的目的。宇航員就是用這樣的方式，把尿液中的雜質過濾掉，之後接著喝……雖然聽上去有點難以接受，但實際上我們的生活用水都是用汙水過濾出來的，而宇航員喝的這種水，可能比我們日常飲水的質量更好。

為什麼海水不解渴

實際上，反滲透技術不僅僅用於航空等高階領域，一些濱海地區也會利用反滲透技術進行海水淡化。

首先要明確一點，即使海水裡沒有細菌也不能直接喝，不是口感不好，而是喝多了會死人，這也和滲透壓有關。曾經有過的海難事件中，一些人在海面上漂浮著等待救援，幾天沒有水喝，有的人確實是被渴死的，而有的人喝了海水，卻死得更快。因為海水的鹽濃度高，通常有3。5%，遠高於0。9%的生理鹽水（這個比例才和我們體內的滲透壓相同），所以喝下去的海水不僅不會進入細胞，反而會讓體內細胞裡的水滲透出來。

所以，如果濱海城市的居民缺乏淡水，就要進行海水“淡化”，也就是脫鹽。當然，也有蒸餾等別的方法，但比較先進、節能的技術就是反滲透法，就像去除宇航員尿液中的雜質一樣，把海水裡面的雜質和鹽過濾掉。

即使並不住在海邊，反滲透離我們的生活也不遠。現在很多學校、公司都有飲水機能提供“直飲水”，其實就是自來水經過反滲透處理，變成了純淨無害的水。不過如果一直擠壓，大分子可能會把反滲透膜的孔堵住。所以為了延長反滲透膜的壽命，需要把這些雜質沖走，顯然我們也確實不能把所有的水分子都擠出去，而另一側只留下固體，所以就會有排出的廢水。我們日常用的淨水器，生成一升純淨水的同時，通常也會排掉一升左右的廢水。而我們買的純淨水，無論是桶裝還是瓶裝，大部分都是用這種方法制造出來的。

既然叫“反滲透”，就是與自然狀態相反的，也就是需要我們“加壓”，把水擠過去。而供水的水壓通常難以達到這個壓強大小，所以利用“反滲透”技術的飲水機都需要用電，透過水泵來增加壓強。

不僅是飲用水，其實我們用的手機，裡面“晶片”的加工也離不開反滲透技術。因為積體電路的加工過程中需要多次清洗，而顆粒和離子的汙染都會影響晶片的效能，所以必須用特別純淨的水來沖洗，這種水叫作“去離子水”。反滲透過濾就是製作這種水的過程中重要的一步。

也就是說，純淨水的加工，用的也是宇航員的“喝尿裝置”，而我們的手機制造，也同樣離不開反滲透技術。