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爱吱声»广场 › 研究生院 › 科教学圃 › 别光专注军工科技的大国重器，民用方面，中国也在突破 ...
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[工程技术] 别光专注军工科技的大国重器，民用方面，中国也在突破

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晨枫

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楼主
 楼主| 发表于 2022-7-29 06:43:04 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2022-7-28 17:43 编辑 3 y4 @0 _$ w$ ]- ^) Z% p  V3 h$ l7 d
& `2 N: Q) W2 Y# w4 j
南华早报报道，ACS Applied Materials & Interfaces（一本材料与界面科学方面的专业国际杂志）本期发表了沈阳的东北大学田野（音译）团队的成果。这与东风、风电场或者黑鱼、黑丝都没有关系，就是很朴素、很便宜的超级海绵。
. k' L9 T- x" d; ~8 o
* @, |; g7 I3 G  y/ P; G* C) E这东西的神奇在于：吸水能力超强。在90%的相对湿度环境里，可以从空气中吸收两倍于自身重量的水分；直接浸入水中，可以吸收4.3倍于自身重量的水分。秘密在于超级细小的空泡。一般海绵在吸收一定的水分后，表层会形成“水膜”，阻挡内部空泡继续吸收水分。这种新的超级海绵可以避免“水膜”，吸水能力极大提高。
' R6 K1 h1 l7 u2 _" |2 W8 n. |! f' W9 a8 X: x6 t
这是团队在研究氯化钙和氯化锂的性质时偶然发现的。好处是这东西成本很低，一公斤的成本大概2.8美元，十五人民币上下。
! E0 S2 A% q0 n% h1 L' b7 k, P, P
具体使用时，可在夜间温度较低（相对湿度提高）的时候吸收水分，然后用加热的方式以水蒸气形式释放出来，用冷凝面就可以捕获。放在阳光下的暖棚类装置就可以，炉子加热当然也可以。这是传统的吸收-解吸过程，没有多大的奥妙，最大的奥妙就在于微空泡的尺度。这事说起来简单，做起来难，做到还要低成本才是最难的。
  m$ K( f& q/ Q
2 ~( v, Q- b+ Z1 ~6 c* l7 ~超级海绵可以在20-100%相对湿度环境里使用，这差不多是夏日下塔克拉玛干大沙漠和晚上的上海黄梅天的范围了。相对湿度越高，吸水越快；相对湿度越低，吸水需要的时间越长。这没办法，超级海绵也变不出水来，得空气里有水分才能捕获。
! x5 r' d# p2 ?/ Y5 `
8 \4 a+ A; t( F. c9 a! b% L9 |解吸、冷凝后基本上就是蒸馏水，除非装置不干净，否则可以直饮。常年饮用蒸馏水不好，需要加盐和矿物质，但这就比较容易了。按照测算，1公斤超级海绵每天可提供约2.5公斤的饮用水，够一个人用了。, V1 k* Y4 b  [

  k6 [2 V1 `" W& _3 G+ e在沙漠、干旱、海岛地区，这可以基本解决饮用水问题。即使在干旱的沙漠，空气中依然有水分，只是很难化为雨水降落。老天不降雨，那就用超级海绵“抓”下来。在海岛上，空气中的水份更多，只是不易转化成饮用水、日用水，降雨收集也需要设施，看天用水。0 y+ @, x' Q8 O' D/ m, c8 o" r
5 }& I0 ~9 X4 W( o( E8 |: X
在长途野营跋涉时，带上超级海绵“抓”水，可以减少携带的饮用水，就地补充。
! P& s: n# r% |6 F% w  v; N) `) }7 C+ M1 B
军用上当然意义更大。在缺水地区作战，很少有军队被饿垮的，但常有军队被渴垮的。在水源水质不好的地方，这也比净化片管用。
, e; e( ?: @9 L% P+ `/ g5 b1 C+ F# T" I& k6 u! A
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
  ]" j; Q: s& \/ `6 K: w) U+ H# _; A# d. y$ y0 u
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
! X- Z" w3 O9 |1 y- c* f' b6 L3 [$ ^5 x3 |# y4 d7 m
即使在家用方面，作为擦布、拖把、尿片等，也是大有可为。潮湿地区的去湿器更是很大的商机。% X% z2 `$ |6 h5 x: j+ d
, u( N+ W. X" b; Q) d5 D$ F
这种科技不高大上，不抓眼球，但实用价值极大。一段时间以来，人们关注的中国科技都集中在军工和大国重器方面，这些当然是重要的，但超级海绵这样的实用、低成本科技至少同样重要。
+ s. e, t  K* h  L! w, p' U; b$ S+ r" N2 j7 W
这事其实很值得吹一吹的。

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huma
  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 11:44

    • 签到天数: 2166 天

    [LV.Master]无

    沙发
    发表于 2022-7-29 07:23:28 | 只看该作者
    厉害，这个很实用，有这个东西沙漠越野就不那么害怕了
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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-10-17 10:12

    • 签到天数: 2968 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2022-7-29 07:46:56 | 只看该作者
    这种基础技术研究，要等到实际应用起来，大家才能明白其价值。
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    水风
  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-16 03:01

    • 签到天数: 192 天

    [LV.7]分神
    地板
    发表于 2022-7-29 09:02:47 | 只看该作者
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ) ~0 C- @, r+ j( l4 Q% W  y5 k
    : Z  |- `7 v1 m6 a, B. s海面上水蒸气几乎是饱和的。把超级海绵放上去，利用机械力每隔一段时间直接挤压，就可以获得淡水，还是纯正蒸馏水。都不需要太阳了。这比现有的技术在成本上几乎是碾压之态。7 T% ~* f  Z" e7 `! p

    " y! {9 v- L8 F- f我觉得现在的技术难度是增加可以反复承受压力的添加剂，比如橡胶什么的。作为支撑物。

    点评

    给力: 5.0 +1: 5.0
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    四处乱晃
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-8-3 23:44
    太阁狗
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-7-29 16:14
    colin1992
    给力: 5 +1: 5
      发表于 2022-7-29 09:44

    评分

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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 04:55

    • 签到天数: 1411 天

    [LV.10]大乘
    5#
    发表于 2022-7-29 09:18:25 | 只看该作者
    本帖最后由 故乡在喀什 于 2022-7-28 17:19 编辑
    1 @! a! d! ^- C+ J6 d3 M  O" f
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ; J2 l6 Q$ b+ Z' t( ^6 e4 \& G' W- B这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 B2 S& d& t6 y8 F
    3 u6 W( u0 b1 U! x) E
    海面上水蒸气几乎是饱和的。把超级海绵放上去，利用机械力每隔一 ...
    , a& c9 V) S$ [- U
    6 D9 A7 @" O9 \1 x
    厉害。
      E, C7 \# m1 _" H" t7 A# m
    1 b/ I; ]  q" K3 r4 v直接把过滤省了。
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    晨枫

    该用户从未签到
    6#
     楼主| 发表于 2022-7-29 10:35:26 | 只看该作者
    水风 发表于 2022-7-28 19:02; S/ `' q" g4 K- y
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    % V7 z4 `% c4 q0 n' _
    ) p4 f- M0 |$ D) b; J& |海面上水蒸气几乎是饱和的。把超级海绵放上去，利用机械力每隔一 ...
    7 r' t0 g* A( k. q( T
    那得看超级海绵的力学性质了，不知道是否能直接机械挤压。  D5 i3 f1 c; S/ |
    5 S) j, B, v1 _
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水，就可以多带燃油啊。
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    水风
  • TA的每日心情
    开心
    2022-4-16 03:01

    • 签到天数: 192 天

    [LV.7]分神
    7#
    发表于 2022-7-30 05:50:29 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-7-29 10:35
    0 Y5 K4 D' }* B- Z$ `: `那得看超级海绵的力学性质了，不知道是否能直接机械挤压。
    - h6 O0 i! a( d' i$ J  w* |1 u+ g4 t; g9 N" d( |. n5 ?/ j
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    5 D9 A1 G1 P" @. y5 ^力学性质不用看就很差劲。不形成水膜说明孔径应该是非常小的，而且还非常亲水。才能够无视表面张力。( v; n/ ?& v+ C% C: e

    7 }4 d; ?0 _! [3 J你说错了，最大的用户是所有沿海的。不要说中东等地本来就缺水的，就是华北华东地区，前些年也是缺水非常严重。为什么要南水北调啊，几千个亿的大工程。海水淡化是未来用水的标配了。尤其是等气温再高个几度，没了冬季积雪和高山冰川，各地的缺水只会越来越严重。尤其是夏季。将来这个东西和其它的海水淡化项目成了，东水西调，倒真会成为可能。) t: C/ I6 G0 q6 x+ H% Q

    ; e- j( m$ C% X; T& x1 U/ Y以后的洪涝灾害也会越来越严重的。但没有办法，就像潮汐发电一样，所有不能全天候稳定输出的，目前都很难应用。
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    晨枫

    该用户从未签到
    8#
     楼主| 发表于 2022-7-30 06:02:31 | 只看该作者
    水风 发表于 2022-7-29 15:50  q  P1 R: K4 b/ w- ^* p
    力学性质不用看就很差劲。不形成水膜说明孔径应该是非常小的，而且还非常亲水。才能够无视表面张力。# L5 v. Y* y# _9 D) p  Z

    & g0 v' u, E  h) E9 t你 ...

    0 \7 X$ `$ \% x8 g- d, M. b你说得对。沿海缺水的地方很多。我只想着江浙沿海了。加拿大西海岸每年夏天都用水限制，美国加州估计也是。
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    景景行行
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-5-27 17:48

    • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气
    9#
    发表于 2022-8-28 23:41:40 | 只看该作者
    厉害呀。晨枫有没有注意到易志坚搞的沙漠土壤化研究，已经在库布齐沙漠、南海岛礁沙滩种菜应用了。
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    晨枫

    该用户从未签到
    10#
     楼主| 发表于 2022-8-29 01:13:24 | 只看该作者
    景景行行 发表于 2022-8-28 09:41
    4 H* X+ D' b) M* z7 S" w& A0 Y& N厉害呀。晨枫有没有注意到易志坚搞的沙漠土壤化研究，已经在库布齐沙漠、南海岛礁沙滩种菜应用了。 ...

    & f5 y* j/ w* t! u6 `0 D没有注意到。说说，这也是大事情啊！
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    景景行行
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-5-27 17:48

    • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气
    11#
    发表于 2022-8-30 00:18:38 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 01:13
    ) g2 |; J( k* u) E- x没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    7 C* |; K8 _  t/ N这个确实很牛逼。简单说就是一个搞建筑土力学的人从力学角度改造沙地，让它保水保肥。近期报道很多。
    2 H' ]7 D! e- ]) {, U% @" t. A: }) z  W) a& z7 A
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm3 \8 d- A$ |, Z2 A1 U
    这团队还有B站账号，经常发视频。9 H( W- v5 n, d6 P& z8 Q7 p
    https://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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    雨楼
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51

    • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍
    12#
    发表于 2022-8-30 00:32:59 | 只看该作者
    水风 发表于 2022-7-28 20:02
    # ?( y; ^/ G5 f这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      g, {6 O2 R: e1 ]6 \3 @1 C7 X+ _. l; b# }
    海面上水蒸气几乎是饱和的。把超级海绵放上去，利用机械力每隔一 ...

    3 {7 z6 {1 k0 n! O; _淡化水上用不了吧？
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    晨枫

    该用户从未签到
    13#
     楼主| 发表于 2022-8-30 01:44:41 | 只看该作者
    景景行行 发表于 2022-8-29 10:18
    & e: r/ T2 C6 n. H这个确实很牛逼。简单说就是一个搞建筑土力学的人从力学角度改造沙地，让它保水保肥。近期报道很多。
    1 e5 ^; I; i$ Q$ w4 D7 U7 r: K" P# {; r6 v) ?" _# P9 F/ y+ h
    ht ...
    - v7 d% d( G  K6 F. u
    这个如果成本够低，没有生态副作用，那可是诺贝尔奖级别的大成就啊，真的造福全人类呢。不光沙漠，估计盐碱地也行？不需要变成两田，只要能绿化，就是大胜利！
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    晨枫

    该用户从未签到
    14#
     楼主| 发表于 2022-8-30 01:45:04 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2022-8-29 10:329 i$ A: i0 ?7 o1 ]1 P
    淡化水上用不了吧？

    # E: _0 t) f. v为什么？船上也需要淡水啊？
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    雨楼
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51

    • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍
    15#
    发表于 2022-8-30 02:22:00 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 12:45# l2 J1 y6 I; n2 `
    为什么？船上也需要淡水啊？
    & Y% R; O3 _* A
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
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    长叶林
  • TA的每日心情
    开心
    7 天前

    • 签到天数: 813 天

    [LV.10]大乘
    16#
    发表于 2022-8-30 02:49:10 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2022-8-30 02:22  P3 B  V. G: M8 \) l
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    $ l" `3 S; Z8 z# x+ M7 {+ l1 u
    水蒸气里哪有盐离子啊？
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    雨楼
  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51

    • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍
    17#
    发表于 2022-8-30 02:58:19 | 只看该作者
    长叶林 发表于 2022-8-29 13:497 N. M3 d8 A9 t( I7 K. _
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    7 L2 {5 T! H' y5 [常规淡化水的瓶颈是海水到水蒸气这一段，高能耗。指望着风吹日晒那点产量。。。
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    晨枫

    该用户从未签到
    18#
     楼主| 发表于 2022-8-30 02:59:35 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 11:45, y1 n) f/ z* v8 T
    为什么？船上也需要淡水啊？
    / ^& {7 W! ^: P) J$ }

    6 d  H# P  v# F, o# R7 Q" L要看相对吸附性了。不同组分的吸附性是不一样的。PSA就是利用氢气和氮气的不同吸附率，在吸收、解吸中分离氢和氮的。
    - A0 v0 k9 O* O3 o4 X) X2 |9 t" y; ?' z* h
    水汽里盐分本来就大大低于海水。
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    景景行行
  • TA的每日心情
    慵懒
    2022-5-27 17:48

    • 签到天数: 2 天

    [LV.1]炼气
    19#
    发表于 2022-8-31 23:39:48 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-30 01:44+ {: O, S2 i" j5 u
    这个如果成本够低，没有生态副作用，那可是诺贝尔奖级别的大成就啊，真的造福全人类呢。不光沙漠，估计盐 ...
    9 ]0 m7 w. ]0 J
    对呀。不过人家现在是弄了一堆专利，在沙漠、岛礁、矿渣进行各种实验收集数据。对具体数据和化学成分还是讳莫如深的。
    * d4 F. G4 e7 w今天听了下他的网络学术报告，https://www.bilibili.com/video/BV1Na411V7ex  感觉总体上人家是在收集数据，产业应用要把控着进行。
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    蓦然回首
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 19:17

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    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2022-9-2 13:48:33 | 只看该作者
    景景行行 发表于 2022-8-30 00:18' n" r/ S- M6 R* ~4 i$ p
    这个确实很牛逼。简单说就是一个搞建筑土力学的人从力学角度改造沙地，让它保水保肥。近期报道很多。* ^7 u) t" W7 X
    4 x  K+ Z4 Q$ ^+ n' C  t: R* d" O
    ht ...
    0 b. x& f! v- }4 j, P! M# n
    此处应该@testjhy  老师
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