负责人: 顾兆林、张博翔

所在学院：人居环境与建筑工程学院

一、项目简介

本项目理念来自于全球水资源匮乏的现状。虽然国内外已有众多家庭式净水器产品问世，但是无法随身携带于野外使用。对于个人随身型净水装置，瑞典一位企业家麦克・韦斯特・弗兰德森(Mikkel Vestergaard Frandsen)发明了生命吸管(Lifestraw) 。这款吸管式的滤水产品，声称可去除水中 99 %的细菌病毒。它不仅荣获“INDEX:Award”丹麦设计大奖，也被 CNN、BCC 等诸多国外媒体评为“本世纪最佳发明之一”。《纽约时报》更以“挽救无数人性命的发明”来褒奖此发明的卓越贡献。虽然 Lifestraw 这样的净水装置对目前水资源匮乏的现状而言，是一项不可多得的发明，但其仍存在致命的缺点（1）不能过滤水中汞等一些重金属；（2）设计一体化。然而，即便该产品有此二大缺点，产品一经问世，仍引起广泛关注。

针对目前的市场空缺，本团队拟采用嫁接式设计，攻克液体残留造成的损害问题并让其适用于不同环境原水，同时开发MOF（有机金属框架）或改质粘土矿物并对其造粒等新材料来攻克重金属污染问题所造成的过滤、吸附、移除等技术难点。另一方面，环境原水中存在着不利于人体健康的细菌和病毒，自主研发灭菌和抗病毒等复合材料或滤膜，也是产品开发的重要工作。经过反复试验，最终在最佳灭菌、抗病毒情况下，择优材料。总之，本项目主要藉由本团队开发的新材料，攻克汞等一些重金属无法过滤的难点，自主开发复合材料。通过嫁接式设计，改良产品因受污染而整根抛弃的缺点，制造以国内专利和技术应用出产的生命吸管。

二、产品性能优势

本产品的技术路线如图所示，首先根据要去除的目标污染物针对性的选择吸附剂，再通过嫁接、改性等手段提高吸附原材料的稳定性和吸附量，最后将其按照一定的配比装入管状吸附装置，完成装配后获得便携式环境原水净水装置。

便携式环境原水净水装置的技术路线

净水原理：反冲洗保护管段、有机和无机污染物过滤管段、重金属离子过滤管段、细菌病毒过滤管段。

核心技术：3段拼接式管状结构外型、多级孔网络结构海绵、滤芯复合材料、复合多孔MOF固态材料

本产品优势：（1）通过合理的分段设计，各管段装配不同的净化材料，能够同时对颗粒物、有机微污染物、重金属和细菌起到过滤去除的作用；（2）可拆卸式设计，根据使用情况更换替芯，避免造成资源浪费，可以有效延长净水装置整体的使用寿命，节约成本。

三、市场前景及应用

本产品有以下三个创新点：

a合理级配：该产品具有 4 个过滤管段，管段吸附材料科学级配，通过层层过滤，能够将环境原水中的细菌，病毒，重金属离子以及大颗粒杂质在很大程度上去除，达到饮用水的标准，将该净水装置插入溪水、河水、水库水、湖水等未经处理的环境水体中，用嘴巴自吸式顺畅的吸取，便可达到净水的作用，能够满足军队士兵在野外没有干净水源的条件下的饮水需求，很好的解决了士兵在野外由于水分不足而导致脱水的严重问题，具有很强的实用性。

b可拆分式结构：该项目产品的有机和无机污染物过滤管段 2 为可替换式设计，即采用可拆卸连接的方式与其他管段进行连接，即由有机和无机污染物过滤管段 2 可去除水体中大部分的有机和无机污染物，并且只需单独更换本段即可，不需整根抛弃，避免造成浪费，有利于延长净水装置整体的使用寿命。

c外观设计：在外观设计上，我们的产品在借鉴普通吸管设计方案的基础上，大胆创新，改进了易堵塞，压差大等实际问题，在提升产品实用性的前提下兼具流畅的外观设计，成为本产品的特点之一。

国外市场分析：瑞典企业家麦克・韦斯特・弗兰德森(Mikkel Vestergaard Frandsen)发明生命吸管(Lifestraw)，这款吸管式的滤水产品带有七种过滤器，一只可净化 1000升饮用水。荣获“INDEX:Award”丹麦设计大奖，也被 CNN、BCC 等诸多国外媒体评为“本世纪最佳发明之一”，《纽约时报》更以“挽救无数人性命的发明”来说明此发明的卓越贡献。麦克在纽约接受上奇广告（Saatchi & Saatchi）的世界贡献奖项时，称生命吸管可去除水中 99.9999%的细菌、99.999%的病毒及 99.9%的寄生虫，“在全球的发展中国家中，每日约有 6000 人因为饮用污染水腹泻而死亡，解决此问题刻不容缓”。而美国卡纳基梅隆大学毕业的博士 Theresa Dankovich发明的纳米银过滤纸获得了金智奖，一张纳米银过滤纸可过滤约 100 升饮用水。麦克的生命吸管 (Lifestraw)存在着难以过滤汞等有毒重金属，难以过滤肝炎病毒的技术难点，此外该款生命吸管为一体化设计，若管段中的某一段受到污染，则需将整根净水管进行抛弃。无形中产生了巨大的浪费问题。

国内市场分析：据调查显示个人便携式净水装饰的销售情况逐年上升，随着国家水污染防治工作的逐步推进，居民对于水质安全问题逐渐重视且安全饮水意识也开始深入，此外，我国居民的消费能力越来越强，再加上国家出台促进绿色消费的政策都共同推进了净水器行业的快速发展。目前军队普遍仍使用军用水壶，实际面临战争时，人（士兵）可以数十天少量或不进食下也不会致命，倘若后勤水源补给不足，又野外虽然普遍有湖、溪、河水但无干净水源下，士兵生饮便会发生腹泻严重时致命。该产品将致力于解决士兵野外作战后勤水源补给不足，无干净水源的问题。将现代化科技深入融入国防领域，为我国的国防事业贡献力量。现在民用市场上的个人净水装置仅仅停留在通过物理作用滤除藻类、虫类、泥沙等悬浮颗粒物，但是对重金属离子、有机微污染物等对人体健康有较大负面影响的污染物去除效果较差。

本产品的市场定位：军用为主，民用为辅。军用方向主要服务各大野战部队，单兵作战部队以及海军部队，由此以后可推广到全国野外工作人员以及个人。民用方向主要服务户外活动爱好者。

四、技术成熟度

□概念验证 √原理样机 □工程样机 □中试 □产业化

五、合作方式

□联合研发 √技术入股 □转让 □授权（许可）√面议

附图

产品样机图