在太空生活中，水是最珍贵的资源，据估计，将1加仑的水运送到亚轨道太空需要花费至少8.3万美元。为了解决宇航员太空生活用水问题，NASA JSC于2000年开始与纳米材料公司Argonide签订小企业创新研究(SBIR)合同，开发水循环过滤、消毒系统。2002年，该公司基于纳米纤维核心技术开发出了NanoCeram滤芯，经验证可以为太空饮用水提供卓越的净化效果，使用该技术，宇航员的汗水及尿液亦可并入水回收系统实现高效净化。
NanoCeram滤芯采用纳米氧化铝纤维复合在直径9.65 mm的玻璃纤维上制成，其中，纳米纤维平均直径约为2 nm，平均长度约为200～300 nm，滤芯比表面积高达500 m2/g，且纤维带有正电荷。
在过滤时，尺寸大于2μm的杂质由于纳米纤维的拦截作用直接被过滤，而更细小的粒子等则由于带有轻微负电荷，被带有正电荷的纳米氧化铝纤维吸附过滤，因此单层过滤介质对0.025μm粒子的过滤效率即可达到99.99%(3层介质可达99.999 9%)，从而可以有效地去除水中的细菌、病毒、有机物颗粒、寄生虫以及铁、铅等重金属粒子。同时，由于该过滤介质具有相对于其过滤杂质粒子更大的孔径，因而具有高流动性、高容尘量和低压降优势。
虽然NanoCeram是为宇航员太空用水而开发，但作为一项通用性很强的技术，其在民用领域也具有巨大的潜在应用价值：全球大约有9亿人缺少安全和经过净化的饮用水，每年有300万～400万人死于和水污染有关的疾病；而野外行军、徒步旅行等也对便携的实时水净化设备具有迫切需求；等等。
因此，NanoCeram技术很快就在民用领域得以拓展。如，2006年Argonide公司将NanoCeram过滤技术授权给了Ahlstrom(奥斯龙)公司，此后奥斯龙基于NanoCeram技术完成了商品名为“Disruptor?”的纳米铝纤维介质材料的商业化生产，并在此基础上通过添加活性炭粉末(PAC)进一步提高了介质(Disruptor? PAC)的过滤性能，在民用饮用水过滤领域得到了广泛的应用。
此外，NASA 2017年对NanoCeram技术市场化情况的报告中，介绍了一家总部位于犹他州的净水器公司Water Pure Technologies的便携式水净化装置Water ResQ及其升级版的Mobile Water ResQU.V.系统。该系统将水净化系统配置在一个便携的手提箱中，可以用太阳能电池板充电或手摇充电，每分钟可以过滤2.9加仑的水，且可以添加针对高污染水的额外过滤模块。目前，该公司已经获得了来自消防跳伞旅、紧急救援组织以及军方等的订单。
在太空水循环过滤过滤技术的基础上，NASA还在进一步提高其太空循环水的结净度，以期在太空生产静脉注射级(IntraVenous，IV)净水。由于每次空间任务中宇航员都有生病或受伤的可能，且NASA国际空间站病人状况数据库已确认有115种可能发生在空间的医疗情况站需要静脉注射，如1名严重烧伤的宇航员在数周的治疗过程中需要约100 L(仅前3天就需要30 L)的IV液体。
NASA最近的一项研究报告显示，火星任务可能需要多达248 L的静脉注射液，但目前空间站中只能存储12 L液体，而如此巨大的IV液体需求进入太空的代价是巨大的——需要占据大量的空间、无菌要求高且保质期有限。
为此，NASA设立了一项名为IntraVenous Fluid GENeration for Exploration Missions(IVGEN)的项目，由肯尼迪航天中心和格伦研究中心合作开发了一种IV水净化测试系统，并于2010年在国际空间站中进行了测试，从NASA发布的测试结果来看，其在盐溶液浓度、气泡控制等方面还存在一些缺陷，项目以失败告终。但可以预见的是，如果这项技术开发成功，除了在空间站医疗领域外，其在野外战争、潜艇、远洋舰队以及民用医疗救援等领域具有非常好的应用前景和价值。
来源：中国纺织网
