这是根据研究人员的莱斯大学的实验室奈米(LANP)，谁发现，通过将太阳光聚集到‘热点’使用的镜头，他们可以通过50%以上，提高太阳能膜蒸馏海水淡化系统的效率。

莱斯大学布朗工程学院应用物理专业的研究生，论文的第一作者，作者Pratiksha Dongare表示：“提高太阳能驱动系统性能的典型方法是增加太阳能集中器并引入更多的光。”

正如他们在《美国国家科学院院刊》上发表的研究中所详述的那样，常规膜蒸馏涉及使咸盐水流过片状膜的一侧，而过滤后的凉水则流经另一侧。两者之间的温度差会产生蒸气压差，然后将水蒸气从受热侧通过膜带向较冷的低压侧。

根据研究人员的说法，很难扩大常规膜蒸馏技术的规模，因为跨膜的温度差与所用膜的尺寸成反比。

赖斯的“启用纳米光子学的太阳能膜蒸馏”或NESMD技术通过使用吸收光的纳米粒子将膜本身转变为太阳能驱动的加热元件来解决这一问题。

“这里最大的区别是我们使用的是相同数量的光。我们已经证明，可以廉价地重新分配该功率并大大提高纯净水的生产率，” Dongare解释说。

为了测试他们的理论，其中涉及利用入射光强度和蒸气压之间固有的，以前无法识别的非线性关系，研究小组首先在其膜的顶层涂上了低成本，可商购的纳米颗粒，这些纳米颗粒旨在转化更多超过80%的阳光能量转化为热量。

NESMD中使用的概念和粒子由LANP主任Naomi Halas和研究科学家Oara Neumann于2012年首次证明，他们都是新研究的合著者。

赖斯大学电气与计算机工程系的物理学家兼研究助理教授，研究共同负责人亚历山德罗·阿拉巴斯特里(Alessandro Alabastri)使用一个简单的数学示例来描述线性关系和非线性关系之间的差异。

“如果您取等于10的任何两个数字-七个和三个，五个和五个，六个和四个-如果将它们加在一起，则总是得到10。但是，如果过程是非线性的，则可以在添加之前将它们平方或什至将它们立方化。因此，如果我们有9个和1个，那将是9个平方或81，再加上一个等于82的平方。这远好于10，这是线性关系的最佳选择。” Alabastri说。

在NESMD的情况下，非线性的改善来自将阳光集中在细小的斑点上，这与儿童在晴天使用放大镜可能会发生的情况不同。

将光聚集在膜上的一个小点上会导致热量线性增加，进而导致蒸汽压非线性增加。增加的压力迫使更多的纯净蒸汽在较短的时间内通过膜。

“我们证明，在较小的区域中拥有更多的光子总是比在整个膜上均匀分布光子更好，” Alabastri说。