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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 ) P# d" p2 h- g
$ @: W* t# F6 Z
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。
+ j% l& M! {* @- J0 E' A0 [
9 g" T$ y# g, d. s/ U1 O9 [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。
/ J* _3 J- ?0 t  Z% x8 V. e
4 N) H9 V( v2 o% Z7 a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。! N) Z% W9 s. Q/ Y
# W6 Q$ c8 H$ ?
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。1 J) y3 b8 j! |' a

- Q- p% O2 b! l6 N0 z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。
: y% B" m. o& p# H" L9 j! _
$ P. m# w4 {; M3 O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。
( f9 s, T1 s/ e3 o6 G: f' f% G' h" B/ _$ A1 r
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。
9 D  i4 Z; i2 j1 m  U
5 x/ R( C' x! m! F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。1 p. q9 z) P, P+ w) T' _3 \
" k2 K  _, Z4 S' w) j
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+ A6 [7 L$ }( B9 x8 G5 \" t' u$ s6 |0 {
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。( }! Z) \3 d8 z  h: i
; j6 U/ U" M# A' o7 Q+ f# A8 T5 X
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
" F: u. _  v  R( q8 k
6 H6 @4 {2 f4 ~$ D% M. v  M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 D# H' f1 |9 b
& C3 b9 f, ~" d+ r$ N% S* m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。
* S+ u* P+ }* l4 _2 p: b- Q' |4 c9 F8 T% n8 e
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
    2024-11-9 11:44

    • 签到天数: 2166 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 14:38

    • 签到天数: 2975 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。
    : D) Z5 X+ R% ~3 W; W  b9 Y5 D- u- w# V; [- O; L. l- i  ?8 r0 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。( F7 M5 f' v9 Y

    ) Q0 a0 o& `: o  n, }/ m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
    昨天 10:29

    • 签到天数: 1502 天

    [LV.Master]无

    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
    - P4 K' R( w' ?, g" ^, y
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    " B# Z: e/ W6 S' ~这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 W) C/ |, B2 H
    " Y; f1 ~- d$ R6 i' d1 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 ...
    9 i4 j! [" t3 K1 Y# o

    8 u! a0 V, C% x- o5 f1 b厉害。4 A% @+ A1 v, |. i: A
    4 X3 ]4 I. V0 h! ?- F" c! i: 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 19:022 w  a- D7 x/ t5 T) a& F
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; X# f% S. E( R8 }' e) t- ~4 O2 D! ~- |0 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 ...

    1 R6 P; R# p. C' C" x3 n7 m* 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。
    , a9 K4 r- ~0 q% Z8 ?8 L9 M4 D/ l  [. A& O
    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% ^4 K1 e' u2 z9 u8 |  N
    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。
    # |1 A  |/ d/ \) `; X
    5 k0 F8 v* U5 f8 h$ I0 D海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    . q  V* ~1 t7 h7 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。6 u0 |/ K6 A. r, _3 O% L; ~

    4 \+ X- S  S* D( T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。
    7 E8 P6 e0 J7 D, h6 q2 m6 v7 w) T. m
    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$ F3 T- b5 c& ^* X5 D& S7 i
    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。
    6 u' N0 F0 B; y0 @. Z0 S! n9 \9 ^) K8 u/ L6 Y
    你 ...
    3 h! e5 b. ]" u/ h" i' J
    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! T# I" T3 n; p1 W9 Q  X$ q8 u
    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。 ...

      A5 E' s$ C' z* Y; Z8 N( z) o; S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. R) _* i/ K% W( l
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ( {5 T! F$ q& S/ V; }2 N8 H2 S  r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。
      ~  Z( c$ x3 z
    3 L6 Y, |; S. L1 dhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    & s) u( r4 p. k这团队还有B站账号，经常发视频。. D/ B, N% F( n' A% {/ e
    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
    9 S1 ?4 c9 f. U" n9 `9 s: [这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * X7 B" G( Z* |4 v6 W( ^" }6 r1 l
    " a# O* e0 Q& k5 W( L! @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 ...

    - `) w0 r0 ?2 g6 X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 10:181 J! m: W  n$ Z
    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 Z, A; D* g( V+ V+ K4 i* s
    $ V( a% M3 I, Qht ...
    ! I2 [  l5 S7 M3 H
    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
    ; N. H7 w, h2 q  S/ s淡化水上用不了吧？
    6 W9 K. g# o4 j" f3 O& z8 E* v
    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 12:459 H  R- k% J, C/ G3 r9 n9 G7 ]
    为什么？船上也需要淡水啊？

    ) g4 O  P, L% f4 f3 W4 `$ a: G! 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
    2026-2-11 01:50

    • 签到天数: 815 天

    [LV.10]大乘
    16#
    发表于 2022-8-30 02:49:10 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2022-8-30 02:224 o& R2 U& f! B  W
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    8 f" D: r% K% ?' C$ c% r3 ]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; A& @7 f( j6 C
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    0 t0 q: s3 l' c5 U: x/ \( Z
    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 11:450 n  d9 w: h4 B& j' v7 Y
    为什么？船上也需要淡水啊？
    4 g, T- x, S3 D5 ?; Y( U/ t
    " m$ R8 x: ?' b* r8 G' _4 r
    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。1 U/ D& W0 a. p. D" c3 e
    ' r) d7 I( h- q2 f+ b  \6 N4 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 01:44& P  d- V+ \2 }
    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 ...
    , V8 S5 O! e3 `! x0 \% {+ O/ B# d% }
    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。
    ) r. L) ^& L& Q/ r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
    6 天前

    • 签到天数: 1974 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% \/ a; n4 O! G! n7 i1 A: V
    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。
    * q) e+ l* z; M( t
    - f  N" L3 _' Bht ...
    / v/ [/ n' o8 Q! b! h2 o
    此处应该@testjhy  老师
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