想象一下，即使在莫哈韦沙漠，一个小盒子也能从空气中收集饮用水。这只是旨在解决全球水危机的令人费解的新技术之一，其规模需要科幻小说级别的创新。
根据联合国的数据，全世界有超过20亿人无法获得安全的饮用水。面对自然缺水和气候变化加剧的干旱，许多人获得水的机会有限，而另一些人则受到水供应污染的困扰。许多人同时面临这两个问题。
产生水和清洁水的富有想象力的工具和技术正在出现。科学家们发明了微生物大脑计算机来检测毒性，用电将水中的铅震出，并制造了一种能承受人为错误的无能源净化装置。
这些技术最终可以保护全球人民的健康，无论是在管道受铅污染的城市，还是在公用水井可能干涸的农村地区。
地球上最丰富的水源之一就隐藏在我们眼前:空气。
根据加州大学伯克利分校James and Neeltje Tretter化学讲座教授Omar M. Yaghi博士的说法，大气中不到0.001%的水分就可以为地球上的每个人提供50升水。
Yaghi的实验室开发了一种新方法来利用这种巨大的、看不见的资源。
它们将分子拼接在一起，形成类似脚手架的结构，有机分子充当支柱，金属原子充当关节。这些金属有机框架(mof)具有巨大的表面积:两个足球场的面积折叠成豌豆大小。
Yaghi的有机玻璃收水机充满了mof，它可以从最干燥的沙漠空气中汲取水分。当盒子暴露在阳光下时，温度会升高，导致mof从空气中吸收水分，然后释放成可饮用的水。
Yaghi说:“除了MOF，世界上没有一种材料可以在非常低的湿度下吸收水并以这种方式释放水。”
仅用200克mof，太阳能驱动的盒子每天可以收集超过一加仑的水。
电动版本可以整天重复收割-释放循环。
微观的单细胞生物可能包含解决另一个问题的关键:一种简单的水安全测试。
微生物已经进化到能够识别和保护自己免受人类无法品尝或看到的水中毒素的侵害，包括砷、大肠杆菌和铅。
西北大学化学和生物工程教授兼副主席朱利叶斯·b·勒克斯博士说:“它们有一种类似遗传分子大脑的东西，可以帮助它们做到这一点。”
微生物有生物感应蛋白，也被称为生物传感器，它们附着在毒素上，这是一个激活特定基因的过程，比如将铅从生物体中抽走的基因。
研究人员发现，他们可以提取某些生物传感器并重新连接DNA以产生不同的基因:一种在污染物存在下发光的基因。
然后，他们编辑了更多的生物感应蛋白，重新设计了这些蛋白，以对特定水平的污染做出反应。
最终产品是一台手持式DNA计算机:一排装有冷冻干燥蛋白质的试管。水样中的污染程度越高，发光管的数量就越多。
拉克斯说:“只有在满足某些条件的情况下，最终的DNA分子才会聚集并产生荧光色。”“这有点神奇。”
氯是杀死水生致病菌的有力工具，但要有效使用它可能很棘手。常见的方法，如氯片和旋钮分配装置，给人为错误留下了巨大的空间。
塔夫茨环境研究所(Tufts Institute of the Environment)的研究人员希望在缺乏电力的地方，让氯在共用社区水源上更容易使用。
他们优雅的解决方案只有两个组成部分:一个连接在水管末端的小盒子和一个装满液氯的水箱。
该设备的首席研究员朱莉·e·鲍尔斯(Julie E. Powers)说:“我们发现，处理过的水对健康有很多好处，这需要你一直对水进行处理。”鲍尔斯是塔夫茨大学(Tufts)的首席研究员，现在是加州大学伯克利分校(UC Berkeley)环境工程专业的博士生。
因为盒子的直径比管道窄，所以当水流过它时，它会引起压力的变化。这种压力变化被称为文丘里效应，它将氯从水箱中拉入水流中，这样就可以在没有电的情况下自动处理氯。
研究人员在孟加拉国和肯尼亚七个社区的饮水亭安装了文丘里装置，这些地方的清洁水通常有限。经过6个月的试用，有5个社区选择购买。
对密歇根州弗林特市的铅水危机感到震惊的是，麻省理工学院的科学家和学生们重新利用他们的海水淡化技术来去除重金属。
他们已经想出了如何用电来分离水中的杂质。这种方法被称为电击电渗析，可以从海水中去除大量的钠。但钠是饮用水中必不可少的成分，它的浓度要小得多，而且不去除其他物质就很难去除铅。
“铅非常棘手。如果你试图用电过滤掉它，它可能会和你玩游戏，粘在你正在使用的系统的墙壁或表面上，”麻省理工学院化学工程系的博士候选人穆罕默德·a·阿尔卡德拉说。
他们的技术依赖于带电的多孔材料，如微小的玻璃碎片，这些材料被困在过滤器的外壳中，就像Brita过滤器中的活性炭一样，可以去除95%的铅。
这些材料提高了水的导电性，使钠离子和金属离子运动起来，并在它们的尾迹中留下一个净化区。只有来自该区域的纯净水被送入饮用水箱。
阿尔卡德拉在沙特阿拉伯长大，这个国家饱受水资源短缺的困扰，他说:“我从小就对水很欣赏，并认识到它的价值。”
随着越来越多的人面临日益减少和受到污染的水供应，许多人可能需要接受这种心态。
