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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| 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 4 B% A* }: Y1 M5 p
# N: p' f# S, o. K2 I, L
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。) N* _& g+ Q* v0 ]
) \  U$ x7 `6 W% b
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。
" I  W) O' K' j, a" Q& D! q: h4 a1 H# n1 \
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。
0 X) ]9 }0 L& E2 d9 e: X  o- t: Y/ C+ _# I" R! g: `2 P! m1 k4 v
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。
- D- p3 ^6 V2 _3 i
) i/ A2 v, O, c% q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。
. G: o/ X0 Y2 W7 s9 `  a: \7 X
9 K  |+ @( X% J9 Q% }1 N( q7 O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。1 X7 f$ Y, ^4 D7 `

& a" V  ~# p+ Q' V! P- x3 _: U7 ]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。
! D* m9 R( x1 D+ E4 Y5 Q: L
5 R! R8 j: V, r2 f6 [( M" ^* e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。* m" |2 W" f, O* E5 t

4 P5 i" @  L8 q  J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。7 a5 C% z9 `; ~: c7 f

' G* @9 D0 `9 `规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。# @2 m5 H; z2 ]8 P
$ x! H; c' ?, }' g' C
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
# L1 @8 t. X2 [: |2 q
/ d! I5 G. W  f, A! X! ]7 b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。
- j* t9 r) _/ Q4 w6 [7 m* a9 M
! O2 c8 I7 T7 @' A( v. K8 W: E3 R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。
$ I6 Y8 q( U5 x" W8 @3 \. I$ U. F6 q: \, |
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
    8 小时前

    • 签到天数: 3002 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。3 N( g, {( i/ r  Z
    # ~+ U" M+ y! i# z4 }7 m  R  D
    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。
      Q0 |# d, n: s2 E
    9 d5 [, ~$ I) @0 I+ K6 |' ~9 ]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 11:22

    • 签到天数: 1530 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 ! j1 C) t. W) e0 P
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    " p9 s+ X& g+ q$ Y$ w0 l" ]& T5 E这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 o5 m* M5 A$ l( r, R. B" K( i- ?* @/ t
    - a/ @4 P# i7 y
    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 ...
    , v: @% W2 o- n3 x7 ~

    & G! l# u5 n# S9 k- `7 Y% r厉害。8 n6 |" b2 j" y6 Z. B' x
    ! J0 \2 E# j! S1 E  o: N, L' t
    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
    - K! s# r9 l& F这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。$ v$ t5 m. k" `; }
    . L- U1 S, L2 a* 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 ...

    5 T5 n" A6 f9 F. m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。
    7 G9 J- D! o/ ^" I  h9 E4 W2 {8 s/ b3 B
    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
    ' Z9 k) M. w, e/ e( 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。
    % e, B& p3 l3 z( v& o; e  _! D5 F' _( g$ |
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
      N$ N: N9 G0 F
    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。
    : q) z# i; M+ c8 {; O  E% e: n5 L3 v) p5 E
    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。' y4 l; y5 ~( ^
    8 S3 I2 L, c# k! E! O
    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
    3 w# |' a: \. ^7 ?9 a8 r$ t4 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。
    6 [; [6 T& y9 A9 R6 `" v) T/ `
    8 W) R0 {# Y6 p你 ...

    # v$ h% r( J, |/ \4 j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
      ]# |" u6 R+ [# T- C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。 ...

    ' F+ @! }8 F1 d( F: b% d7 g: Z6 Q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
    7 Y) e! a0 S$ G% G( b  c$ m没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ( n5 w0 n) _% O2 K# k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。; P$ D" J/ J& f8 N: [
    0 z2 z6 ]0 w! S, w  Z  @' l' n, Z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    . n: o5 m  h' Z; _/ Y: b* b# n这团队还有B站账号，经常发视频。
    9 @2 ]3 f- a! U2 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+ O  L- h4 g- l( |5 z8 W' r# H
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * P" ?. b: k1 K8 f( C. [2 `- e! d# v6 i; N$ P7 R
    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 ...

    , L  w; v3 H/ p3 i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. u  C/ t9 F( a5 x, @, 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。2 V( }( m8 v' J1 N$ q: |

      X  s% S6 U3 t' S' o8 |8 ~2 w+ Pht ...
    2 R; `4 `( r/ r, H, ^( c  `, O
    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
    * q: {7 }( A8 f& J& C0 E淡化水上用不了吧？
    ( A7 y# f7 G) \" J3 o
    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% N" h4 T( [+ v# L0 o: d
    为什么？船上也需要淡水啊？

    % ]) x/ b7 g7 m$ c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

    • 签到天数: 815 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( [: o1 }( K' l- h# z1 o9 p
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    1 P3 s& a+ \" W" I. Z* o+ N0 w) S
    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 13:49
    ' W" `- L+ D; o6 |! L水蒸气里哪有盐离子啊？
    " X( V  |- o- Q- e  L
    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
    6 k: v" {  T1 H为什么？船上也需要淡水啊？

    6 Q1 F. Q/ h( x- c, n  z) Y, n5 n" c& @4 i' _
    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。8 C1 J# f1 Q1 J- j4 w+ Q
    ; s2 p6 _- a& W+ q9 L# x
    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) `8 M; [% s; d! y
    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 ...

    ; ]0 b# E1 K, i& m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。. R8 n% z9 g: s
    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
    2026-5-5 23:30

    • 签到天数: 1979 天

    [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& M. c, `/ L  ?+ f( \0 T
    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 p. p$ U9 }' v& o
    1 f( N8 w# x/ D  [) ~; sht ...

    9 N3 c! J% I1 P( J, U  c! h& {8 U此处应该@testjhy  老师
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