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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 9 F" V! B  ?1 ~4 e" r
4 K5 M2 [7 H/ I: h* h$ Y
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。
3 j  o% ?+ a4 k9 r5 }6 @- c$ s+ k( H0 Z3 c
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。# p. [# l0 k3 h+ @: h8 A4 [8 s
- u. @6 p# d* L
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。. h- h! v% l' Z: o6 p

9 T1 _' J- w* _& J( S6 Q( T) U9 f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。
# p* Z' c! \* V/ y! H# o0 j
9 U7 K. s: y# |! V  Q1 i! P: d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。
1 o" S* g- E3 Q) N8 F
) d, M5 C9 a# h! H' s! ?  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。2 G  I1 E/ P5 D  p: Q. ?$ H- O
7 V7 t" H" @1 w6 r6 c
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。+ K) t& C7 l2 S% |
! R) F/ `5 y( o7 p+ K& ?) W! e
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。
9 w* K" }9 H7 |0 V
7 a6 ^6 h- N# {1 ^5 s3 O# N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。& v  v+ ^6 C/ _

4 L9 K* h: N7 ]0 G' a3 ~2 r规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。' X% @' S6 z; i0 T
  ^6 \/ C/ [! C
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
3 _+ ~& i9 G& o% `9 s
6 m+ n  w9 u, f. V" 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。9 e, c, k3 q0 o/ s/ Y  ]' F

5 B& U3 f: q2 D9 `4 J2 O8 x" y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。1 y) N8 t  x: V4 a. r

2 v1 ~5 |1 o5 W9 s0 u( e- t  }这事其实很值得吹一吹的。

评分

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
    7 小时前

    • 签到天数: 2916 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, T' O" a& d4 ^

    # G; Z$ E/ X, J( G& t& M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。
    " E. `) t. o+ i/ k) V8 \7 Z2 O: A6 q4 `- 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
    7 小时前

    • 签到天数: 1073 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 7 w( g6 B5 \5 _* j) G
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    8 `+ w* ^7 a6 l. `* K5 n% N这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 @4 l3 C* O2 M

    4 M* a* Q8 u( X5 B% u" U' K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 ...

    ( H& j  v$ D/ Y1 N. i/ e9 z* d: o$ W- ~
    厉害。
    5 W* ?! T7 r- Y9 ?- g7 N* p# i* H, K& f
    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
      u) A8 y/ A& X9 k7 T0 {) p% c9 c( X这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # T& {! j2 a6 @3 B/ }5 j
    0 |( x& d1 _# S& z/ t4 L, s1 l+ V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 g8 J* `  c1 C# C) 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。
    5 v) h( B8 `4 z& ?1 N' c; l0 M0 f4 z% h- ~
    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) B7 S# y: _5 F0 o$ v: m* i
    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。
    ( |  \' k- t( Z
    / e  q, a0 U0 H  T1 c海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    8 ~  J  G/ B5 f2 c1 ^
    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。8 Z: `, h# L1 T: X% v! n/ G
    5 j" k: `3 g7 v3 I( g* j2 z
    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 ]4 w4 S* V1 l+ P+ F, O* H: S  x4 y. r* 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 15:50
    8 H" I0 K0 `$ v- G! A3 V. N3 ?+ g* x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。% U* ^* M7 ~' o; v% _8 j
    ; s" r3 O! [# N+ O5 J9 p
    你 ...
    7 a9 K& _. z& o* x( y3 w7 W
    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" g2 A2 _( Z  t1 S" d! V
    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。 ...

    2 p& b* L3 }# N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
    ( U5 x! F/ y' ?* l7 h9 w2 R没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ; d) k5 h2 Y7 {/ G# T2 b! D$ `  ^6 ^
    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。+ d( d2 ?/ a! O
    6 n4 ~0 ^; ?. r! R7 ?
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm# }# a1 t* `- a, ]7 C
    这团队还有B站账号，经常发视频。, p- C0 n- ^- F+ \/ Z# B: M
    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
    3 ^6 r8 @6 a- m1 x2 U3 s4 `这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ k# `; r3 h0 V. S9 J
    # f  S' p! w, C3 R. 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 ...
    9 l8 ^' n+ b8 e4 L. k8 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) f. }. k1 _* J
    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。
    - k# P/ f' h& J$ _* m% s$ {
    ! K" |# c% C1 b* hht ...
    4 N: ~7 O* H+ A, O9 M% N5 S$ R
    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# K) E$ z, t9 l5 B/ e& J' r; v
    淡化水上用不了吧？

    9 ^/ u  @  Y( Z3 s9 h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  M+ y0 O( M- F8 W  N
    为什么？船上也需要淡水啊？
    9 B! N0 M5 }) p; O' k
    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
    2024-11-1 02:25

    • 签到天数: 715 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
    0 a* y3 e; @1 c) v2 f吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    2 m. `& ~' p" N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
    & W# A7 `7 x; }水蒸气里哪有盐离子啊？

    / v9 B4 ?2 T# ?& T. Y, L/ B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, e  A) W4 j% k+ ?/ T
    为什么？船上也需要淡水啊？
    5 Z  z) S1 w" U! |5 {

    , \" m) K  v' ]8 b1 l8 z$ K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。
      M0 G0 l' t  h/ N- g' \" c! X* G% q8 E- A% r& Y( z
    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 01:447 d3 p# F6 G! F5 Y3 l9 i
    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 ...
    5 O7 L) F6 O8 G6 R+ _$ s8 W
    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。
    ' h7 F6 Y; G' O; `/ m9 X2 A# 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
    7 天前

    • 签到天数: 1849 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 J& a+ g3 W% I; t% o3 A- \4 X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 d! r- Q1 G/ x5 K7 C
    + |+ m1 G, u8 {( v' f5 Z2 G" v( q6 i
    ht ...

    & N( @' M& g: [* |( x此处应该@testjhy  老师
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