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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 " G8 h" e" G( ^
; I0 f7 x% v& O  G9 W) l8 y# o
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。- x( s( m! t8 Z' `

% E. s, Q# }- c2 [2 j" N- p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。
1 E* s9 Y" Z, `& ?) U1 t
) `* ^$ q& c; t: e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。2 T6 L2 ]" {2 M+ ^. w) {
' K+ s- c' a$ D  x: {
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。
5 r# S0 m& B- A2 p
8 t# T8 b3 h- @5 y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。+ p" w/ u. n4 G# x

* u! g. e6 n. Z% O2 g* y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。& I; @. @3 k$ k6 y" T: s- s

, o- T* l7 B+ E4 y- c8 G: R0 R$ V) d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。
$ y( K! C4 f' G* H2 w; g" o, U- M5 p" F- y7 }% Y( |! L
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。( x+ y# o) N9 d* q4 O* j2 M$ O& A
+ @5 X" m6 v* Q: M
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。# y/ o! `6 C1 t4 R5 h6 W- \

# W7 p9 u) B' p2 c" B规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
% i9 D; C0 M- T1 d; p" q3 [( j0 o4 K7 C/ D
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
$ _8 Y: ~8 K+ A" K7 C' D$ x
* `3 j" t9 k2 L' P0 [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。
  T# A/ o$ {/ q; V: R$ Y  |  R1 _& h! W, W5 |( v
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。
& w2 m! _2 z( S4 C. E7 w. D/ T2 `8 |
这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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huma
  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-3-20 11:55

    • 签到天数: 2152 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
    11 小时前

    • 签到天数: 2732 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。
    5 j6 \: y3 q5 X4 ^) a6 m1 b' J
    8 M6 K( l0 q( m! C" c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。
    6 i  f/ b$ b6 h! Z8 s
    1 G. ?7 P$ T) N3 Q- P* \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
    涨姿势: 5.0
    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 05:28

    • 签到天数: 918 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
    4 w0 G/ W$ G0 n
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ' q. q# D! k# w, Q& i这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  N9 E- x) c# H4 D  r, t

    ) m1 G+ Y# ^& M: M3 n0 b  V3 r. h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 ...
    ! g% M6 X9 n+ u2 ^$ b7 D% M' }
    , `/ v. R: Q9 v! z4 j1 V
    厉害。' o2 ]. |% J6 k. i1 S

    " u2 Y* O& f9 c) {* `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
    0 j! W, X: w( u2 w, q- K这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 N+ B8 h) V2 Z2 v$ r
    ' j" p4 m, y5 e0 [( h/ a8 h' G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 ...
    , Y; C* X! X# k) `
    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。. d2 s0 A1 k  u+ Q" ]# V4 A

    0 y1 K' Q$ \% C, T" g" g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 V! _: z% e- M* I3 N0 I: q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。" g" h* q+ C5 o) X/ p+ G

    : x+ R( O2 M/ G. f7 @( o2 ?海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    : m: z$ b& n+ w" p! s$ E5 `1 n0 m7 K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。$ C/ I& l3 q- b2 k1 W+ ]& E" `1 C: A

    , r% A& e4 n# A& c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。; n) W0 i, ~; Z! M: {5 L

    + Q' C. F, T2 ?$ P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: m0 u5 G+ ~0 f  f6 \! n
    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。) R7 {6 ]; b( K

    1 R/ U: a) E& T% q你 ...

    / ~; x, V  V( J7 m# t$ [1 E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
    6 d  h: N# y3 n/ f- `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。 ...

    5 g" z/ [+ q' V5 j) z3 q3 T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+ W* t2 \! J9 S  b
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    % e7 g; O# o+ 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。
    - a3 Y+ F. O8 E, k9 d- C/ P- q$ S  ~& n6 a* f0 o
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    . v  F9 S- H. k( x. W; V. i这团队还有B站账号，经常发视频。% P; r5 l4 F  B/ x
    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
    3 A0 L9 I- U( d/ V. g4 W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    . ^' l. a4 f  x4 r) v4 k3 }" v
    9 g5 o, L1 T3 R; w- P0 `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 ...
    2 t9 A9 O1 j2 v
    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
    ' s$ j, K4 P- W# 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。
      {1 t5 z+ Y% F! l. k; X1 Q) y& q  G6 y
    ht ...
    # q% w) A6 U- P: l" S
    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
    4 W/ K6 w( G% O4 F- l/ w+ a: c淡化水上用不了吧？

    8 p3 V, A( [7 m  h# |  _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
    # `6 E0 d0 W3 D- W1 y* l为什么？船上也需要淡水啊？

    ( }# m! b; }8 x  R0 m1 r* N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
    昨天 02:47

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    [LV.9]渡劫
    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
    ; i. l/ R2 W# F( ^吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    6 i  U4 m: q- A0 O' n( F
    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, [) d3 b' t/ U' m5 B
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    3 B) f4 T8 Z( G" v8 _9 G, x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) w) g3 R. T. U! }" E- o8 b
    为什么？船上也需要淡水啊？
    + [8 H3 c$ x, O9 z% i
    $ U  X4 D" `  k, ?
    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。
    ! y; L  I5 E( U7 J% y
    ; H. b6 i, Y9 y3 U$ _: ?" j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 01:440 ]. }+ h7 F  E. X$ B
    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 ...
    4 K) d) W, ?  j9 H3 O  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。# P4 e# h" p8 h7 g5 ~' [  r0 v: q
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 1816 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
    ; D& j- A) _# U4 F/ l6 L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。" e' ^' c" h  S( D

    ; k1 I$ P- W0 r" i8 |+ r$ v' g& nht ...

    * @! ~4 `* b6 l此处应该@testjhy  老师
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