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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 - W9 @8 z) I* n$ v; r

$ q3 X( B# x- \3 H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。
& r1 }# @! \8 X. ~$ O
$ J5 j' p" x3 ~, g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。
' W  e& P3 j% X
1 w( l  G) V1 X( i  t2 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。
4 x" b' M, Q. F  M  @" s, H
: O- y* q1 Q, z) R, Z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。* K4 D  v  E" w- J$ y* K; \
3 E; |- y1 R1 `0 h$ |6 Z% @
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。  b- L8 Y( S0 l& ]* m
2 A8 C7 Z' ]' \8 G  E& Z& Z6 g
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。
6 q- ~- f) Y* D- B6 f5 F4 ^1 }' U% z& |5 T) `
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。$ R; |: z2 [1 ]

: R6 p0 k0 {8 |6 J1 O- R0 c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。4 S! U; |# @5 j

7 A; C3 D8 x9 y! P7 J/ o9 w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。' A2 B$ W$ G3 }+ V: }+ Q: k2 z
4 k9 A- P* C$ k7 f
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。5 @/ f/ S" E% I9 i1 y
* ]- O- M" O1 O8 P( E  A
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。, D5 M* [  {4 e, ?

3 ~: T' h( ]9 y, Q$ T  U% D) N5 l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。% B7 n% W0 Z+ x6 \+ A5 n0 G* y
& B6 G- o# N. c6 U6 l% D. J
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。6 {6 W8 i; y/ q6 }- H4 j8 o

6 L2 i: T9 F* A8 |! l. D这事其实很值得吹一吹的。

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参与人数 18爱元 +144 学识 +2 收起 理由
李根 + 8 涨姿势
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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
    7 小时前

    • 签到天数: 3048 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。
    4 p6 u* [) k8 T5 ]# s( s' W9 i; R: |4 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。
    1 [, |7 z6 q% r
    # C9 E1 P( T$ Z# ?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

    参与人数 3爱元 +30 收起 理由
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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    前天 05:37

    • 签到天数: 1578 天

    [LV.Master]无

    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
    8 j& c1 D1 M/ q% t6 P( ^3 D
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    % ]6 W) O8 t1 v8 X* \5 p: j这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " P- O9 x( }9 X. ~/ U" z4 C3 I9 X) z7 T9 l
    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 ...

    8 B4 d- F3 d1 j
    " H' C; B$ _- I5 o2 w厉害。" g& T+ n2 K- j3 @3 ^; [: d& P6 b
    % D" ?: C0 L- ~( U2 ^$ e5 j$ S
    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
    $ a7 y8 n! T7 ~: L这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) C7 }9 K4 D: l0 p

    + G1 n0 I, J0 N9 m* y9 @, {! U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 ...

    6 I5 g3 U+ ^9 ~3 o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。9 W. R2 N, _. c2 h. G

    * c2 x& Q: z6 f1 _# }* l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
    / A2 A* u- h3 @! m+ i) |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。% k, [: q4 M' u1 ?2 g2 Y
    $ Q7 a: j0 x# ^+ d6 \( L" b- `) U
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    % e$ ^) C$ Q/ Y  b3 ^2 f- t
    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。2 }4 F& g$ ^' K. {. p
    7 T7 _/ {' v0 F& i( V
    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。
    4 K% R! M1 }* G2 V
    # [, i9 B1 M. D3 i# I: F! w+ Q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
    - i7 [4 A% m1 d8 S  |! q; b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。; H( \  e* D* E) g& f0 d7 d
    # Y/ J: [2 Q8 {7 y
    你 ...
    , [+ S! u( v6 W; z: i6 A
    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. `& V0 }9 s2 [" [* C, u; r, v
    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。 ...

    1 w# }0 ], X' l( ^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! N# `* _2 H# y  \* v  G' n
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    3 H& l* r2 D/ K3 S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。& C3 X3 ~" I2 J) u) b: E$ ?$ N

    0 N7 U9 a; G( Z, d( m, a5 Thttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ; u+ }( a& B1 w# ?. K) B2 T- {& Y2 O这团队还有B站账号，经常发视频。
    ' k/ \# B! R5 s7 Thttps://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
    " N3 c  J: R' G9 ^这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 k* v% Q/ Y5 `9 w% M
    - C0 q6 A; Y6 ?- Q
    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 ...
    + w- e4 m' U5 ^! H3 n) ^7 b
    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 10:185 J2 E1 i; H7 `' Q
    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。
    ! S0 v. b3 s2 W$ @% H+ k% L, s, S- P! Z; U
    ht ...
    ' C# d* Z2 f) A) ^" l
    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 10:32
    , f0 g  b  {$ N2 e- t1 g7 o5 L淡化水上用不了吧？

    2 W) e/ t5 H3 A; @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! |% m, ~0 r0 V7 e. b' L0 `9 u
    为什么？船上也需要淡水啊？
    ; Q0 u! I+ j% Z  k7 v/ ?. ~
    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
    2026-2-11 01:50

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    [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
    & }- u$ S! U/ D- a吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    ) ~3 \, K) [# {7 L$ ]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

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    [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 13:49
    ) K8 h3 c8 F8 Y) y0 m水蒸气里哪有盐离子啊？

    ) \& X2 K, v+ z3 i" N- D6 M7 T$ R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 11:458 `5 E9 h* N6 }. }4 {2 n( }
    为什么？船上也需要淡水啊？
    6 n# S% t4 ]& m4 `1 I* C3 k9 B
    8 t7 D8 e! c9 Z% V
    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。
      J' M4 Q+ ?( x3 B9 p- p( _- }5 \& e$ l2 w+ s
    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

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    [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
    ' n7 R! |0 Q& j* f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 ...

    3 o5 {7 F2 h% A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。+ R: S! W# S/ }9 ?! T, `
    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 21:52

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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
    " D, }2 F9 |6 O/ `; g1 d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。6 k2 G0 k/ X: L

    6 K$ \0 j1 G% q& ght ...

    2 O2 m6 c4 j" ~% Z% V4 [此处应该@testjhy  老师
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