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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| 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 g2 D; z  j9 E/ e; r% q9 [6 }' J+ c9 J7 o1 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。
2 t0 l: M1 U! k
) ?- z; h8 }! z: f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。
6 F  \" Q+ v$ Z' d
; h; D* n, i, l- I) 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。+ d& H9 x% r( H% L' e7 \
0 P, J  n+ ?0 ?0 j% \: Z1 k+ l
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。. }# V( S9 l& W% a  v* ~
: V" z, L: r7 x
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。3 b9 H3 v+ F3 b" s

, a, z( g6 j! O  \; G# o+ Q* t2 R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。5 O& n9 V) C5 v* W: q
- y1 S6 G" ?+ g, A& h- N, p
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。% E, Y# g  b1 B

) A0 L& ~# `% F6 q& K5 l- Z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。
) y, y" e8 z- t, F3 c* u6 [
% E: ^* \( b/ t$ x4 Y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。& e. \9 d& q3 Y) A5 T
& \5 o- C  L; J  H! ^, F
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
& [' H+ g! ~# z9 O
' {5 L' _4 e1 y3 O( b1 J在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
8 j; v% J" n* U7 q" E1 K1 h1 F3 P& i& i
% D" P9 A' l" D9 @# n7 ^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。
2 m5 g; D- ^  S0 x$ f, E& f0 r
  _, B1 |9 N# @2 [: M9 [( e( n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。
* ?% z9 A* f4 i. }: k1 T6 o
/ t, X* H! M9 I2 O$ Z2 g这事其实很值得吹一吹的。

评分

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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
    10 小时前

    • 签到天数: 3047 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。
    ' w1 R+ N9 V6 f) ]( ]4 `( q: V% y* Y# u5 @% C) ]/ z' s* j9 }
    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。" z2 [: v( V2 X9 y9 @
    ) x4 p/ `9 X3 h; b) k5 d
    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 05:37

    • 签到天数: 1578 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
    : `: |6 A  o+ j$ u; @, k$ y) u
    水风 发表于 2022-7-28 17:023 V) C0 T) O# [
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) D1 f: f) v& Y

    & q+ ]0 }1 }$ |" A9 U, 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 ...
    # h2 v( D7 ]4 |) g4 x

    2 M( O3 E8 I8 n7 K: l1 h2 g厉害。
    # f0 W( _5 f7 J+ V0 `/ q5 i# I" X; \! i. U
    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
    9 N& T5 |1 O3 f3 u! W( E这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! M% }3 D: d) r7 t
    ; g! i) w) {! w
    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 ...
    2 i6 h$ f6 g0 Z# @1 Y
    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。+ v9 {' f1 N" I/ P2 z3 L& ~  V0 _

    - q' p' ^' L! C7 L" U$ p: o8 Y$ s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 W! d, g% M' @- a2 w8 p& ^* k* T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 b! u/ c  K. W3 Q. G- Y0 w, ~5 \+ q! O& d
    ) s4 ], o1 B0 }0 P; q# k" a
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    ; c  z  ^/ h; B7 v, N$ M& n4 Q
    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。: G  q, O% z* M) b$ Z

    3 b3 P1 I) e2 D0 F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。: h1 Y4 o0 O3 W2 F) q

    - A1 ]+ F& W5 i* A4 f; @. L' v+ M5 E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 15:508 g- Q' a. C' d- q1 s
    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。
    $ E/ P2 ?0 m* p$ e$ D$ X6 ~$ }7 ~  [) T# C6 @
    你 ...

    " m9 F! [6 j: y5 H1 U# ?2 _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
    , q6 z5 C7 M# x3 h; e4 q6 y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。 ...
    - B6 V, R6 H2 i" K& H
    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
    3 j) ~& T7 M6 e2 h5 U没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    2 V+ ^+ R- ^5 u! a2 r* I7 F/ n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 h5 P& b  g1 _) p' t! J- d5 ?/ X
    8 @- m& j& z% S7 V0 ]# Lhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm' R0 a  ^( @4 _/ j" v
    这团队还有B站账号，经常发视频。7 F! i- V9 F' `) 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
    % e. P* H2 _+ {  W# t- O! p' X这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% R' v7 l* m0 G0 M

    7 `7 h8 n3 @( e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 ...

    : g% k9 T9 I& U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 10:188 V  ]1 ?* S# b- u( 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。
    " Z' F& C3 t/ I( a2 L; f" ~0 s$ C7 b+ ^4 H, J9 e
    ht ...

    0 z* k* S2 i$ ~0 d8 I5 @- \+ v/ u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
    1 J7 ?. y, i5 M: m+ _淡化水上用不了吧？
    2 A& d+ p0 d6 `, D- v8 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
    . M. H9 M2 O: _" N为什么？船上也需要淡水啊？
    # E1 u5 S4 o8 }* {8 Y7 j
    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 02:220 w+ |6 t, F; [' G* ]+ X  J
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    9 W7 Y+ J5 V% n) b$ R
    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
    4 I9 e+ }1 L" }( j$ ]# I7 V; k水蒸气里哪有盐离子啊？

    # R, i( T( T, y  {# Y! ?; g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
    ' R, i- h, Y2 v# O/ _$ w. w0 R9 H0 O为什么？船上也需要淡水啊？

    7 Q7 J3 Y7 ?$ v2 j2 V6 j5 Y/ j) H* L- {& x# o
    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 n5 w+ M. B/ D4 |3 X! n
    8 g3 M/ [0 }2 p8 M% v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* @$ Y% Q4 k8 A" d
    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 ...
    - f6 N" N; }8 S2 m! r
    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。5 }* X$ @8 e' R, d1 j1 ?2 ^& ?
    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
    前天 17:35

    • 签到天数: 1998 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
    8 G# r  v5 p& h( {$ ?" e1 y; t" X' N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 `1 q+ p) W6 _" O
    : o: `, L. n, x4 E1 @* p4 B+ j& {ht ...
    / p# K$ J" I! T; S) p) r7 [
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