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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
# O  ]$ z- N( l" s8 `7 T! K
- ]* v# b# [* P7 J3 x- 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。1 L( N5 c7 @3 \3 ]4 C) p" y* T- @
8 I/ R  p9 t; {3 n( a5 ^% t6 @
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。' e8 n) f5 G5 \

: s& E: \, 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。6 L$ j# x; J1 m3 s4 z/ ^

0 ~0 T7 {% L& b7 c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。
) d3 S& x$ G& \# z: u* D
! Y3 {3 L; h+ ?) l# |; A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。  _* V, B8 L: d2 A/ D) @

+ _3 S' F9 j) L+ v0 d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 |6 {5 z; g( o; |
" G9 u( K8 C4 R" v9 B) Z
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。
/ H* A& T! e9 L# {4 P4 o# q0 t, J; y! S5 u+ x" z0 D8 q( {
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。
* q' L: V! Y# v  \% A0 G% n7 P: Y% y) ^: W
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。
& b. }, G" n# V3 s+ Z$ c% n9 l* g; u* C9 F
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
& W8 p, p2 u! s/ k/ }6 Q. z! o. x2 n( x' H2 F: D) F5 W4 r
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
$ Q1 y8 H. C" u1 {" K5 Q  m& U' Q- o
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。
; _" W# R! h, y- K% E
# X7 s. f8 a5 Q* V" T9 D8 {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。
9 D1 O6 v$ t2 p0 ]2 K" g8 H' x- j0 O/ O, }
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
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huma
  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-5-4 12:15

    • 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
    1 小时前

    • 签到天数: 2746 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。9 P' K- }/ C  N5 ?0 m

    ) N+ ]) \' {* c% O9 ?3 B6 I! P% 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。$ Q9 Z/ Q2 q) Z- b
    . }* |9 F9 ?  Y: Q
    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
    3 天前

    • 签到天数: 924 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
    ( T7 f5 m& z, x
    水风 发表于 2022-7-28 17:02; X. W9 e( {: }: }' R0 i
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 B; S# h  F. }. z9 v
      d1 D/ y% V$ R9 W. 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 ...

    - T" s9 I* T6 I4 m& Q& k
    ( x8 Z$ o) V7 j1 t厉害。
    9 d, K' `, ?6 v$ C$ Z; n1 F
    8 w* e- z% e, h$ {& U. Z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) w% ~% M+ m& q% u- N$ D
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 g& I5 D3 w: p$ L8 \: h7 ]1 m6 y3 j8 I# 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 ...

    ) {6 Q. @2 Z6 s$ c* h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。0 A3 p3 t! R( S

    8 x/ p2 P  X5 M' H4 [9 h2 B/ a6 T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 10:353 c7 S, C% O: X0 S  S1 W/ k0 f2 W
    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。
    ( G5 {. n. P! R  b6 }/ J  Q, N6 _
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    1 V' t' K$ }: D7 C$ X- z% [& `" 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。
    5 Q+ L1 U% _- B3 p, d9 h5 A& X4 ]4 s' a5 N* g
    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。1 C" a  S: n, K5 [! Z' d

    $ R3 m. V/ [5 c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 15:504 J! A  X' s- C5 p# w) Z  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。
    + X: c: x0 ~1 p# n" N3 L' d% l3 \, W; I$ Y& o' r! ^: B' l
    你 ...

    ) n- U. B0 N% i/ ?. |/ F2 D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. M5 v9 B% 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。 ...

    ! V/ U7 o7 N; J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
    / k+ i/ v, i5 g6 t7 D没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    - h0 B7 Z) `1 L: P; @6 M+ W8 Y% \; 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。, [# X& w6 w6 a- r
    3 y, z/ _) n) p- z1 w
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 V- X* U9 Y$ S- G" |2 k2 ^
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    - j$ n+ y' a# D, ^3 G' Chttps://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
    ' U6 X9 c1 o/ n这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 X1 T3 g# U& }
    $ q1 l+ s8 h8 \6 S; y- w# d: 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 ...
    $ E$ j" r8 Q6 J9 H
    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# ]2 f$ \. [; y2 W4 N) D
    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。0 j( {( o1 P+ z9 C7 r' C5 `
    8 j+ J2 i1 b0 v6 `( ~  S
    ht ...

    ; t3 k0 @- C# H/ Q/ E5 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& W5 e1 K, f8 N+ A! |( Y
    淡化水上用不了吧？
    6 ]' i/ @3 r2 \5 _
    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
    ' H9 E. I5 N$ m5 b' m为什么？船上也需要淡水啊？

    ( b) q% ]* b- p+ B" S1 S+ I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
    9 小时前

    • 签到天数: 634 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$ |' E- m" j0 e  Z9 M
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    9 T- {3 J$ H: e' J! T' ~
    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 13:496 d  [0 E. J2 `1 o! E
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    0 O; B/ c1 M2 \  ]1 C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 11:453 p4 L* y0 T8 f7 ]0 o
    为什么？船上也需要淡水啊？
    + A( w+ ~7 V$ S8 R8 U! }

    0 b" @: B/ u8 |9 ~) G, ?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。7 |/ c' y8 {5 Z. m$ o
    4 \9 U9 _( W2 n3 b3 {2 g
    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
    + C6 P/ D+ f8 @% c/ f' J: 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 ...
    1 s5 R  b9 v4 f9 @* N
    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。
    $ c) _! ?  b# x, }' U. ~! Q, E8 \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 天前

    • 签到天数: 1822 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
    2 X# ?7 A  I- c6 f) 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。
    / i& ~' f9 ~3 ?" |0 v0 z& j
    . c+ ~" y# F! sht ...

    $ g( {8 Y' `1 `: |此处应该@testjhy  老师
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