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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 + x: M$ x4 \# l; n: a- U

4 @+ O2 U- ^* C1 D& D) g3 M7 \2 D( ]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。, t) U8 [! S9 h6 L+ W5 X/ _1 Q0 C

% N( Y; q6 `0 y) B( v3 \3 o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。( ~: ^- U" v4 r  S: h
- n5 T7 e/ J0 y: G, x
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。1 i" K+ F4 B/ {, M

, t. K5 J. j0 N& m/ @; w( i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。: q7 Y( I5 j- q( N9 n7 n' p8 G

& K; n. p/ J  ?7 L. F) I% f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。4 n$ U0 C5 X' ]# w+ r

1 u2 G1 Y' _, ]; 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. B6 g9 Y  f8 @4 F! M. v' {1 D; m
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。% s. C$ R( [! k- O
" B, z% x! R3 V+ O0 \6 J5 S5 O7 A
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。6 d  ?! f! l9 Z
" o: D  L8 V  b8 N/ S
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。  E0 k1 z8 k0 q/ N2 L: `  }

! [% V. g- L6 S9 o规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
% Q% G/ Y7 s8 a, i3 S  ^5 Y9 I1 M( z+ y! o) M
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。, K7 o% ^! a; k+ d; y
- G6 C, v, }  {! J0 h& X. 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。* G: s$ M. i( k# H
5 v2 ?8 |6 x& F8 y5 x8 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。
& M, `( O0 D" @6 c  `, y# }8 }
% s' b! j' `7 ]/ G2 R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
    3 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
    13 小时前

    • 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。# K, R# |2 A2 T8 g

    8 u" ^. a! D% _0 u, f( `# S: _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。
    2 B3 w/ K9 W& C% E) ~3 b( u% R# b, Y! x% Y% o
    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
    10 小时前

    • 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
    % Y: X5 C! E0 w( T
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    6 F& M, Q$ Z5 d+ |9 k" D: F; m这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 H5 k0 [, G! G9 k
    , a0 [! W" t! F; F# X0 i
    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 ...

    0 f7 Y6 c2 \5 p/ V& G" Q4 |7 N0 S/ T% X* a( b5 L( U- r
    厉害。
    & m, a$ }' h1 O9 Z+ s; m9 m  K0 @) j
    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, ~  _: S$ n" Y3 d$ {
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。9 y# L9 R! _3 _3 A' g
    8 E" }% f3 q5 M; O" o# {3 q' 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 ...
    - d4 H# Y5 p$ }% f2 c
    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 w2 N2 d+ m. g, a& K3 _- N& |4 z; D) h/ S) G/ j
    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
    9 }- e& J* G" _/ ?& u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。4 K- g8 s1 [- L0 s' ~0 Z

    9 j4 @( C$ q9 Q  g4 d  ?海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

      W+ C0 i% o) B7 R% A9 }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: \! M. g& q# x. i# a# @  `2 z! D
    & T6 j' Q2 f& G: s- ]8 r8 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。
    9 w+ Z$ i) Y5 ?3 H7 C3 T  V- H% K3 |3 p8 y0 p) i0 x: x3 }7 W
    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 15:501 k; Z8 B: |7 [2 h# g" q- f  V0 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。0 i5 T4 L6 X5 n' D) c4 F& ~

    . @* [" k+ C, {, V( v你 ...

    1 D' ?. m! |0 W6 ]9 |4 i  {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 09:415 {* o5 d' o7 g3 t7 o8 A- q+ 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。 ...

    : s( `/ X0 J7 T; Q+ D- w: 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 01:130 l* d6 g4 h9 R8 b
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    6 G; Q7 F5 B: h8 w1 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。
    # h& Q/ q! G3 B$ k4 j
    : T9 `, e" ]5 T9 yhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm8 u( y+ K, [1 K- E, [4 O3 w  s3 b
    这团队还有B站账号，经常发视频。6 s2 c8 N1 T" \. w5 \
    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
    : r+ r5 D" z6 W3 |, \" g' g# H/ J这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 ?( ]5 M6 z5 N+ P$ w
    * }- |  j1 X( ]4 ?
    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 ...
    - Z/ E* E5 h/ W- K1 l0 Z
    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
    " M" p4 b3 n' Z; 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。
    + R, O% u( c- n3 n; q) N! _
    6 H3 O, Z1 _$ j9 iht ...
    " Q% I' t; ?; y! g/ O+ Y5 m: ^6 C5 P
    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
    7 C  [" J2 H' t. L' w; W6 o淡化水上用不了吧？

    ' _5 H8 y$ ~/ W/ B! e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
    $ H& q; L5 {6 ^5 v为什么？船上也需要淡水啊？

    $ W! Y; x7 e! E9 l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 09:57

    • 签到天数: 631 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! W& M* D. r9 a$ d7 M& T& F; e
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    4 Q% ^" @& s1 W7 A1 |
    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' [3 j" ?# P5 Q# Y4 Z
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    + W+ E$ v6 P2 S1 W  B8 T. D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 11:455 T" }, l& J$ N
    为什么？船上也需要淡水啊？

    2 O% t7 S& q8 Z, i& o. c. K  Y
    # H- q5 k8 B$ m. 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。
    ) W) l2 V  }) P2 d
    ! C5 S* a6 r2 n' V" _2 e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
    3 q: ^# P; F" a" r+ 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 ...

    9 ]" X! ~' Z( B- t" y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。3 w0 r9 A$ X# Q5 ^9 m) F( o# B  `$ `
    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
    4 小时前

    • 签到天数: 1820 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) l, E! l' r/ J3 u6 ^/ X7 u
    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。, i9 ^& }5 M4 F. Z6 L

    2 i. u/ ~0 d" p/ y5 W. B2 d$ tht ...

    ' L, Z" [7 u; P' Q" _" E4 a此处应该@testjhy  老师
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