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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
" a6 A! Y2 z7 P1 c. c0 D6 ^5 M$ B+ @
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。
9 R) X4 b1 r# K$ h. {5 i9 q( J/ }
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。0 l2 ?8 x) \% E7 q& t

5 t9 w8 Z( O9 S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。+ P2 {) O0 k$ T( p
0 o5 B; ]! x& t. y) W! @
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。
6 Q) U0 x, d1 G/ u/ h+ z+ Q5 @; r( q) f! G2 O6 L; L3 u9 [
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。$ s  F! H& g6 x
9 X( W% ~% T2 p
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。
8 r; i  S4 |% _$ K. |
1 ?2 f9 l5 `: [, J$ E& X; @6 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。3 E% ?# d) i5 \+ f9 z3 f2 g0 |

, J' p7 ]' }# _/ c$ F6 ~/ C/ _! s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。3 Z7 b% J5 M% h7 \! U, a" U- t
' |  ^- L) t4 x" i5 L
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。
/ H8 |% C/ _1 i7 @/ e2 s! U! o) N3 Y: H& {! l" [; ]
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
5 i# [2 _: P, ]" o
0 r! S7 N0 B. q# L在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。( y4 ]1 F. D. i6 E% S" J) |/ j' ^

9 G" m8 p2 D8 ~0 i$ _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。% @1 k* \) }) W* M+ R4 l

& O1 h! _2 p/ E! V- n4 y( s; \* o6 h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。! y+ [$ V, V  t7 m+ v

* t) C/ T5 _8 J, J) Y. o7 s7 q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
    2024-3-20 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
    回复 支持 反对

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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。
    ( Q5 a% E+ A2 O- v# n% t8 v) D/ E1 _4 Y3 i6 f9 N
    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。' s: T; z5 l7 f7 }9 N

    ! n9 K% J8 O! g$ r% I( ?2 o) J0 _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
    8 D! @8 Q0 S' X" y% J% X
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    + f. T; |* _8 J5 V  w这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , E$ H# f, h4 d# \. P# u2 d6 N, K# O. x
    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 ...

    ( b" i; T" G& m0 ^3 x  x" ~( `, z. o# {1 i- h8 Z. p* l
    厉害。+ |8 D" s" V' t1 J

    - u7 O$ X  {* s% R' B. e9 E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
    ( d: X6 R& A. K9 E这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。1 M; r) V0 z* P9 O$ {* O
    + ?2 E  r9 B/ V- L( s# F
    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 g# e2 h' b# t) }  R1 \2 g
    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。
    3 ]- [/ A- C6 P) A3 P  R/ W
    ) N/ {+ l: ~% A% {3 @- H, F6 W& ?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, o& c: J" a( T2 `
    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。6 b: Q$ z" o3 K$ ~

    7 [! I0 |: p3 m6 R6 ~* w, Z5 n0 s4 P海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    1 F8 _# V5 r; b) |8 c5 a
    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。  ~, L6 t- P# @! v/ J; {
    " k9 \/ u$ C  B, l# N/ w2 y
    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。
    & x" S1 D4 H4 ^; N* v% T# C. W) j4 k* I3 e
    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" }$ Y' N/ L; I& p* 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。
    1 A  i- V: y0 F* l4 R: k' H) p+ y5 x3 T  V
    你 ...

    3 o7 z- e3 D# J# a- c2 _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
    5 Q( N* O3 j) p7 e* [0 b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。 ...
    * }. }8 G% p, R
    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/ L6 @: u2 W没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ' u; l& w  K  E5 ~* \! p7 K1 W0 \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。
    ; c, c6 H- S* E5 }/ O- I: V2 G# |9 P( ]" Q
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    $ {2 ^, M& f. k* ~这团队还有B站账号，经常发视频。0 w+ a. o' @) U3 |' o, a
    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
    0 E. V, G0 _4 n% `, G( B% J( v这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    0 |9 a! T- @; |3 H3 ?" ~, e
    6 Y, X, a$ v8 z; C4 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 ...
    8 b  G9 O3 e6 p9 n, H" P( c; J
    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
    - }3 i! j  T' L0 r, w+ P2 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。
    9 p: w. C, ~1 k; }- h" v# C
    7 y1 N! o3 {9 z8 `6 i: \$ Z, z. cht ...
    & n0 p" t8 N' i9 O. r! A- L6 C* t
    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; A; g8 O4 V2 F' _6 V5 v1 ], m
    淡化水上用不了吧？

    ) h+ N) I* X. ?3 N. `9 p, i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- e) G: h  n4 g  t* {. ~$ Y. |
    为什么？船上也需要淡水啊？

    & @7 S; \6 b7 e- a7 k4 \; H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, {" S" s. Z! s* @
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    3 S+ ]* g) o/ ^+ q- W1 m6 [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% W- z  T9 E2 L" {. w- U8 F
    水蒸气里哪有盐离子啊？

      m" P; O/ ?6 ?! Q) j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 11:457 H# Q! N1 Z4 C8 J! `
    为什么？船上也需要淡水啊？

    % x" j+ w' g5 O5 g2 W5 z5 O3 q8 Y! ?5 ~/ K3 P/ a5 _
    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。
    " c. x! s) T! l1 h# z' v' _1 Q2 Z
    # V" l: ^& l2 x: m/ R$ p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
    8 `# Y! w2 I: k, O3 v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 o. Z! t: F4 g% O# }% s9 x
    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。+ w5 g% v) l. S5 H/ g/ o
    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- P! t/ b8 \5 B
    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。
    9 L1 K/ u7 a( T( q: p4 I. S$ z4 U- M* ]$ ^0 w# Q4 Q
    ht ...

    5 v. J; J" j( q$ K1 I此处应该@testjhy  老师
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