随着全球人口的增长和气候变化的影响，淡水资源越来越紧张。 为了解决“水荒”，人们将目光投向了广阔的海洋。海水淡化，就是将海水中的盐分和其他杂质去除，变成可饮用水的技术。
微型马达已经成为一种有前景的技术，用于净化废水和产生绿色能源。这些微小的自主推进装置可以在水中自主导航，针对特定的污染物并有效地去除它们。此外，它们还具有携带功能材料或涂层的独特能力，可以吸附或与污染物发生反应，进一步增强其水处理能力。
科学家们正在努力寻找创新的方法来收集可再生能源，以应对气候变化所带来的挑战。在可持续发展方面，清洁能源和饮用水的短缺或不平等分配问题已经成为全球共同面临的重要议题。这些问题给许多地区和人口带来了不便，因此科学家们正在寻找更加绿色和可持续的解决方案。
由新加坡国立大学 (NUS) 生物科学系科学家领导的团队与法国科学研究中心 (CNRS) 合作，成功合成了一种可以自组装的特殊蛋白质模拟物成孔隙结构。当结合到脂质膜中时，这些孔允许水选择性地穿过膜，同时排斥盐（离子）。这些蛋白质模拟物被称为“oligoureafoldamers”，代表了一类全新的人工水通道（AWC），可用于提高现有工业水净化方法的能源效率。
贝克曼高级科学技术研究所的研究人员开发了一种新的水净化系统，使用电气化透析来从饮用水中分离盐和其他不必要的颗粒。该方法已成功应用于废水处理，并计划扩展到河流和海洋，与同类方法相比，该方法节省了资金，消耗的能源减少了90%。
美国俄勒冈州立大学（Oregon State University）的研究人员开发出一种双重用途的催化剂，该催化剂可以净化被除草剂污染的水，同时还能产生氢气。
随着人口的增加和污染对淡水资源的影响，清洁水的获取变得越来越紧张。目前正在开发的利用太阳能净化污水的设备每天最多只能产生几加仑的水。但是现在，科学家报告了丝瓜络海绵是如何激发出一种由太阳能驱动的多孔水凝胶的，这种水凝胶有可能净化足够的水来满足人们的日常需求——即使是在多云的时候。
美国能源部橡树岭国家实验室（ORNL）的研究人员利用一种独特的材料来应对全球水资源挑战，该材料旨在同时去除水中有毒的铬和砷。铬酸盐和砷酸盐在水中具有很高的流动性，并且在没有干预的情况下会永久存在于环境中，需要将其从无害矿物盐中分离出来。
石油溶剂含有大量挥发性污染化合物，占全球工业排放的很大一部分。因此，近几十年来，寻找可持续溶剂已成为化工行业的重中之重。沿着这些思路，科尔多瓦大学的一个研究小组设法生产出一种新的环保物质，能够从环境中提取污染物质，这对净化污水特别有用。
据麻省理工学院的研究人员称，到2050 年，全球预计97亿人口中约有52%将生活在缺水地区。废水处理成可直接饮用水技术可减缓用水压力。
国立研究型技术大学MISIS（NUST MISIS）的研究人员作为国际团队的一员，研制出一种用于净化地下水（供水水源）的纳米材料。据作者称，这种新材料的效率是同类产品的三倍多，而其生产能耗降至百分之一以下。
科学家展示了一种创新的膜，用于完全去除工业废水中的重金属。锌改性氧化铝的特殊纳米结构使其能够从水中去除砷和铅，效率分别为87%和98%。这项工作的结果发表在《化学界》杂志上。
