国际空间站的宇航员不但喝“尿”，而且喝了好几年呢。1748年，法国牧师诺莱（Jean-Antoine Nollet）发现，猪的膀胱有一种神奇的功能：水能透过它渗到外面去，但是水里溶解的物质却透过不去。如果把猪膀胱这样的薄膜横在中间，一边是某种物质的高浓度溶液，一边是它的低浓度溶液，水就会自动从低浓度溶液，渗透到高浓度溶液中。这就是渗透现象。在日常生活中，渗透现象很常见。
比方说咱们炒蔬菜的时候，往锅里撒一把盐，很快就会炒出汤汁，这是因为植物细胞内的盐分少，溶液浓度低，水只好从细胞里乖乖地渗透出来了。在正常人的尿液中，95%-97%都是水。在茫茫的太空中，如果不把这些水分重新利用起来，宇航员要不了多久就没水喝了。为了从尿液中提取水分，在薄膜另一面的溶液必须比尿液的浓度更高。聪明的科学家想出一个好办法，他们在另一端放上高浓度的糖水，而不是更高浓度的尿液。
从化学的角度讲，糖分子对水分子的“吸引力”大，尿素对水分子的“吸引力”小。所以糖水可以轻松地从尿液中提取水分，变成干净的饮用水。在20世纪50年代，为了解决水资源紧张的问题，美国科学家开始研究如何淡化海水。他们发明一种高分子化合物做的薄膜，可以像猪膀胱一样，只让水分子通过，不让水中的盐和杂质通过。他们向高浓度的海水中加入压力，强行让其中的水透过薄膜，变成淡水流出来。
这就是海水淡化和饮用水净化时最常用的RO反渗透法。反渗透技术的关键就是中间那层薄膜。在通常的过滤程序中，水中的各种杂质，比如细菌、病毒、沉淀物，都无法通过滤芯。但水中可能含有的微量的重金属离子，比如砷、锌、镍、镉、铬、铜、铅等等，都有可能滤芯的缝隙钻过去。在饮用水净化的时候，反渗透薄膜的小孔可以做的比水分子还小，水分子是在压力的作用下，强行从薄膜上的小孔挤出来的。
这个时候，别说重金属离子了，就连钙、镁这种比水分子还小的轻金属离子，都没有办法通过薄膜。在生产饮用水的时候，为了将其中的杂质赶尽杀绝，有的厂商会连续使用两级反渗透过滤，这样就能保证饮用水几乎不会再含有杂质了。