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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 0 X0 Y! }/ O- V& E

. X) ^! U" ]9 {" C) p% }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。8 z" B' R: V: o. S; G
' I  o" r( D- O. M
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 h! P7 F- v( s2 i
" d8 ~6 U7 t2 O  y* I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。
8 ]7 ]# O8 _$ ?( d4 ^# S+ V* M5 b5 |$ K5 S7 I, a9 K) X* 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。( D5 @( c3 H/ e! W+ X! v* b+ W

2 `( K# j0 X& u7 J1 M/ q6 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。
0 w# ?) w  v: n3 k( c4 g: x- R' o9 H* G: {- P
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 k, ~" k" l" S' B' i  N& b

6 @; v/ w. m. N! g# D6 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。8 P9 X7 ]+ _( v, {2 n3 `2 T* g3 _  \
" j3 o1 K5 [8 u. I. v# n9 j
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。2 {1 m, l, d1 M2 S7 l

% S, V2 P( _0 [# m: c) H( s8 K9 C. E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。
0 i) V$ [+ J' y- l2 }! b+ _* u6 L' b- S8 W& W, S3 X
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
0 ?5 [. c& D/ O) |+ f0 R
' c, A: ]' z* U/ }! c* V在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。" t4 ?0 C- J6 W9 N
# |- n( U+ y/ e9 N( G) ^
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 T# S* p+ V4 S1 |9 ~
# I- J. `: k3 m; t+ T! P9 n1 p7 C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。5 r5 X: ]. N& ^5 Z7 W

* Q' I- \& P1 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
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 14:28

    • 签到天数: 3093 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。0 A, l# [8 D5 s
    0 |7 o: ]$ j/ ]* ]# f* P
    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。
    + G2 C3 F" J# }" W% R; Z9 m8 z; w/ }% r. l
    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

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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 11:03

    • 签到天数: 1626 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
    - n! ^0 i( ]/ g5 n5 a2 B8 V5 L
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    / y- n# d$ s0 c8 L+ x' k: u这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。& O. J3 E6 {- @+ ]- A* X7 W$ {

    ; c1 @  {" o9 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 ...

    ) c0 N/ ^: \5 X: R7 _$ b8 I5 f. ?$ p: X! l! w0 T0 _
    厉害。" t; c5 J+ u# w7 Y6 j7 o
    % K! O7 {; i4 ^
    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
    ) o4 D, K" T4 E' Z! Z这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ t5 q5 B: h7 J0 i
    , {/ |- D& j4 p
    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 ...
    # h1 R9 L/ z) y5 O* a) X
    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。$ m  d7 u2 w( W. n) ~% n, d

    + G! `' }% s3 r% l/ W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
    $ G" R  }3 ?. s8 Q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  V, x" R, q! W0 M$ Q) P
    7 [/ q4 o* h1 s4 b
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    / M  d$ W$ d4 Q3 J# ?4 A2 d
    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 E: P# K0 k; |
    - u3 V4 J) b0 z' m! O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。# H% H. k* ]. \3 B- C1 w

    $ ?$ O9 `6 Q# [- `6 O: n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
    " \) f/ j! _4 I+ k$ [! T. j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。1 y1 q4 a# Q/ X* l/ s! H. y
    & F1 P3 j) M9 K" I) ?+ j1 d( `5 P
    你 ...
    + V& O* _2 w: _3 h; \
    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 09:411 _% k$ {: Q8 I; O
    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。 ...

    7 {0 {! r* Z7 v. G' c! X+ p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' z/ s! S' X; D
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    3 y) b8 }- B, _4 [! W
    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* \$ A9 R. O1 z- r& Y

    ! r" Z# |) B/ N  Whttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ! \7 P$ e( @5 K7 Y0 b这团队还有B站账号，经常发视频。
    . |5 N* R+ e$ m1 r  qhttps://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. m8 ~) Z1 L% l' u' ]/ }/ t
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。, h; r0 W: _8 T; F+ u! Y( Q- Q, ^

    . O  Q' G' ?4 t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 ...
    ) B5 G& O; R7 m" J( M
    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
    8 {3 E. `: x6 E) D9 M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。
    * v: y6 V/ J, H2 z. V! M2 y& X
    / a" ^9 P. Y9 O' Aht ...
    + d1 x9 l; [8 A1 }1 O3 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
    ( Y4 u) N  i6 _1 F" c3 H9 e' C! b淡化水上用不了吧？

    5 \6 ]1 J, k1 w+ E, M9 S4 Y0 E7 W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
    4 }! E% X& i; ^: }为什么？船上也需要淡水啊？
    ( O. W' Q0 m3 u) c! h' m+ ~
    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 02:22
    9 e6 s$ A4 X" W, _! U吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    + K, G* M; g& t, R$ k1 M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

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    [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
    8 d7 u/ M; q5 }+ t8 l水蒸气里哪有盐离子啊？

    5 _& L) E  \) n* d1 ]+ ^& t: |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
    ( l5 W& B# R% x0 Q为什么？船上也需要淡水啊？

    - S% ?- {1 c% z# i; G6 J' C. q% d
    9 v% g: W7 b. Q2 h5 m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。
    9 j* Y7 K1 v5 x3 K- ]5 a- O+ B+ P/ _
    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, {; H  U1 H6 Y8 X1 }
    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 ...
    8 ~/ |0 Q7 y3 S7 l
    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。
    9 W( {, f/ E5 r; z" N" G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
    2026-8-30 17:38

    • 签到天数: 2008 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
    $ A9 a& C: V2 D* 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。
    ! ?4 o3 u/ Y& }1 }( @7 S
    8 `/ d, Z+ ?* x8 Dht ...

    5 {4 t) i$ g  P1 U4 A; B' m此处应该@testjhy  老师
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