东北大学机械与工业工程副教授郑毅暑假访问当地奶牛场时，受到了启发。有牛和马，这意味着到处都是粪便。

郑一直在寻找如何用天然材料创造功能性东西的想法。他还不确定他能用粪便制作什么有用的物品，但他很确定这种材料很有希望。

于是教授向农民要了一个水桶带回他的实验室。与此同时，郑正对一个全球性问题感到困惑：饮用水短缺。据联合国儿童基金会称，约有 14.2 亿人生活在水资源脆弱性高或极高的地区。

作为一种可能的解决方案，工程师们一直在努力设计将海水转化为淡水的方法。他们提出了一些工具，可以在称为脱盐的过程中去除所有盐分。海水淡化系统通常依靠薄膜作为过滤器，当盐通过海水蒸发时将其从海水中拉出。

但是这种材料的制造成本有点高，而且材料本身是不可持续的，郑说，此外，海水淡化的整个过程都要消耗电力。

郑先生想，为什么我们不能直接利用阳光来进行海水淡化呢？

他的愿景不是在海水淡化厂安装一堆太阳能电池板。相反，郑有一个更直接的方法。他想设计一种过滤器，将其放置在室外的海水上并由阳光激活。不需要电。这就是粪便进来的地方。

当郑将臭桶带回实验室时，他和他的团队决定将其加热到 1,700 摄氏度（3,092 华氏度），以杀死粪便中的任何细菌。完成后，研究人员发现他们产生了一种粉末状的碳。他们用黑色粉末制成泡沫，然后将其变成一种高吸水性材料，漂浮在水面上。当放在阳光下时，黑色物质下面的水会变成蒸汽并通过它。

郑有预感，这个过程会是一个很好的海水淡化器，所以他收集了一些海水进行测试。事实上，当通过粪便过滤器的盐水中的蒸汽凝结回水时，它非常新鲜。郑说，由此产生的水非常新鲜，其钠浓度明显低于美国环境保护署为饮用水设定的标准。

粪便并不是郑和他的团队用来在阳光下淡化海水的唯一天然材料。他们用来制造太阳能触发碳过滤器的其他材料包括树叶、墨鱼墨汁、螃蟹和龙虾壳、马蜂窝和办公用纸废料。他们的方法在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。

“我们使用的材料是完全天然的、可持续的，”郑说。“这种天然材料性能良好，成本低，易于获得且易于制造。”

这意味着这项技术可以授权当地社区建立自己的海水淡化系统，这可能是向公平地获得移动饮用水重要的水世界各地，郑说。“你不能简单地在当地村庄或城镇设置纳米制造设施，但人们可以简单地从当地农场收集粪便并轻松燃烧。因此，粪便和树叶的使用使其非常容易获得。”