宇宙の水の循環システムは何の奥妙があって、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ぶには少なくとも8.3万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年からナノ材料会社アルゴイドと小企業イノベーション研究（SBIR）契約を結び、水循環フィルタリング、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れた浄化効果を提供します。この技術を使って、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フィルタは直径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径は約2 nmで、平均長さは約200～300 nmで、フィルター比表面積は500 m 2/gに達し、繊維には正の電荷が含まれています。

濾過時、サイズが2μmより大きい不純物はナノ繊維の遮断作用で直接濾過され、より細かい粒子などは軽い負電荷を持つため、正電荷を持つナノアルミナ繊維に吸着して濾過されるので、単層フィルター媒体は0.025μm粒子の濾過効率が99.99%（3層媒体は99.99%）に達することができ、水中の細菌、ウイルス、有機物粒子、寄生虫及び鉄、鉛などの重金属を効果的に除去することができる。一方、このフィルタ媒体は、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、一般的で強力な技術として、民間でも大きな潜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300万～400万人が水汚染に関わる病気で死んでいます。また、野外行軍、徒歩旅行なども携帯しているリアルタイムの水浄化設備に対して切実な需要があります。

そのため、NanoCelram技術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フィルタ技術をAhlstrom（オス龍）に付与し、その後、オス竜はNanoCelram技術に基づいて商品名を「Dispruptor？」というナノアルミニウム繊維媒体材料の商業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技術の市場化に関する報告で、ユタ州に本社を置く浄水器会社Water Pure Technologiesの携帯水浄化装置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携帯のスーツケースに配置して、太陽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。

宇宙水循環フィルタリング技術に基づき、NASAはさらに宇宙循環水の結浄度を向上させ、宇宙静脈内の注射級（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のたびに病気やけがの恐れがあるため、NASA国際宇宙ステーションの患者状況データベースでは空間で発生する可能性がある医療状況ステーションの115種類が静脈注射が必要であることが確認されています。

NASAの最近の研究報告によると、ミッション・トゥ・マーズには248 Lまでの静脈注射液が必要かもしれないが、現在のところ宇宙ステーションには12 Lの液体しか記憶できない。このような巨大なIV液体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力してIV水浄化試験システムを開発し、2010年に国際宇宙ステーションでテストを行いました。しかし、この技術の開発が成功すれば、宇宙ステーション医療の分野以外に、野外戦争、潜水艦、遠洋艦隊及び民間医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。