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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
$ a1 a5 W+ e9 i: V' a1 [% _2 \5 k6 h8 J* @6 j( F1 i
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。  S& r2 C" {+ c  V! x( h* w& J

1 w0 ~6 C- F4 a3 x, U; [& N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。
. i4 Z% I  @0 V1 j* Z& Q
) h* a) i- _! }( T" b; J6 F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。( Z' O. S1 V& f4 O; V4 x" y

$ `) f9 P+ q9 ~, 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。4 h/ s6 @% P$ }8 J- R6 Z

1 m* f: X7 s. Z  N1 s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。$ F8 F6 R4 D, J$ ?2 R+ r

7 G% U8 w, B, u: W0 q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。" p( p0 Q4 P& g$ n: s* B; _5 M0 e* ?
! X. t7 E- y% |  E; N0 b* Q( j
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。
7 J5 W2 U# V6 k. `
9 ?7 w8 S5 T+ v2 c/ u7 T% y; ?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。/ i. d- v! D3 g& n! `2 x& f3 H% _7 J
' i8 y8 `7 ?% I# d+ w. V% J7 `
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。2 [$ v6 ?/ K; V- U! `7 V% j
5 I8 X: V9 V1 \) @1 E
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。( S' o. I0 h! w: g
4 b9 m3 J' e. F1 D' I) F& [
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
7 a# Z" Q! z- N0 o/ H* L0 ~7 V6 K( g5 T+ G  X
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。. P; R' s0 M- l0 l$ u0 ~
( k5 o' Z" c, T5 i5 @3 a
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。8 q% O9 N3 ?) t3 |% }

  |  V' e; M9 b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
    4 天前

    • 签到天数: 2153 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
    昨天 00:04

    • 签到天数: 2739 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) B! N9 x" i% V) |% i8 _* R$ N, x: O
    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。. b/ @9 K# P7 n5 z" Z- P$ S
    7 [8 u6 H6 m  y; e2 E
    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

    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
    昨天 03:06

    • 签到天数: 922 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 t! v( G( T$ e; e+ L) b+ I
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    , F, n. w0 }6 L8 ^/ t: v; q这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。$ y% n4 G) Y4 j2 w( b( a

    . |) {/ k  o2 U9 J) a. c4 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 ...
    ; E! M2 x1 V9 G0 k! L% Z0 Z3 g
    + h: }3 F, K  x4 W7 P. v
    厉害。) [+ ~% }1 ]7 J- W; a3 M0 d3 S

    : u  v; Z3 B% R' H0 h; p, ^+ a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
    4 C9 M; u5 o* C7 w2 i) d: G这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 J5 b" _; x, Z, A2 q. E

    ! b" w+ }- t) F& E1 R- 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 ...

    . Q0 \$ V/ g# z: N, 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。! w3 g0 V9 Q5 I
    2 S9 H5 I) p/ r: ^% 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" ~. O" G( V* M3 o! [0 i) x7 a
    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。
    ( O) R2 v( R; Z. b2 I. j9 h4 A( T. U  Z* X
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    ! m& L! u" O! E  r4 r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。
    3 {( V- {' p5 `4 k$ ~
    / l3 d! g& \3 z+ I' b1 e" U) i4 X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。$ k* |- S, ?2 K# @- J" j

    1 a9 m4 w% U. b5 W) ?( G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% @: \6 T3 O: ?. ]" l
    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。3 I0 u4 Y! E9 M; I* h

    ; q% w- ~: \8 |* I2 \你 ...

    % Y5 c; E6 o. {! J- c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
    7 q1 D' B# W" m: e& @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。 ...
    " w3 m0 E! z5 u" j  k7 e
    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
    0 N& W1 c1 w5 W: k% a& t# o+ z没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    # R5 @# q. C" }
    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。5 W8 n1 K$ T0 S5 j0 I  P0 h
    % M- i0 n( i. I& m
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm1 F" ]2 b4 l* S. z, A' A
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    4 f3 V9 V; X- M  e+ ^2 H' xhttps://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  b! d( Z$ P9 b& Q: \3 a; Q这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 J3 C: D9 L, o9 b8 q. Y
    / G' }7 a, t  h- y$ G/ A% f7 A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 ...

    " V9 J& ]0 Y4 r9 N: D7 t6 c! 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
    5 m* Q  Z. O) n! I: K% }7 l0 M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。' m. W. r: ]! F4 T  K" `- L

    ( ?/ `; a0 l* D* kht ...

    1 A  H( v& {& Z7 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) \3 c4 D) g: z& C" M! f
    淡化水上用不了吧？
    2 f" h2 a7 c& e; |) 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, V! t. o2 K7 F* |" c
    为什么？船上也需要淡水啊？
    # o5 j- @0 l, C* u7 D
    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
    4 小时前

    • 签到天数: 632 天

    [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
    + \4 u/ g7 ~& O4 z% l  X' p& z吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
      A. I& i# L8 C9 T* d. X0 T; d
    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
    , {, i- B% o8 Y! d2 w! F水蒸气里哪有盐离子啊？

    : r. ~% g9 a: \6 y) 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
    , q4 h8 o! u2 ?. H3 y4 U5 u. J0 W为什么？船上也需要淡水啊？

    . Y* u" z, v, r8 r' s* }' s" ]
    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。6 E" w0 W$ P1 u: b
    , A( Q- e& n0 _3 `0 m
    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 01:446 B( g: K; J3 q6 ?/ U+ `3 [
    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 ...

    % q( y' q0 [7 g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。  ^; F- ^1 B& a) M0 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
    昨天 08:45

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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 00:189 j) u' w( C) j* c7 G5 o  ?; 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。4 Z0 ]: y/ p! p3 W* r7 V* r

    ; L% @  }6 N1 zht ...
    3 D' g$ d* l7 P# o8 a" d
    此处应该@testjhy  老师
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