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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
$ M* P' c4 g' K5 \4 j0 m" a, a( \. N  V- F8 \. }- 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。
: ]* @1 @% w8 r! M4 q4 H- r; `  Z! @, U4 U4 U' {0 `
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。, h5 K1 T& }+ F  ?+ }
- `" U: v( F! _% k5 v
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。
7 X1 d- M5 w! G8 w; ~
; X1 `/ H+ i6 a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。: j! Z! R$ _0 K# x" S* F
/ S7 [. K6 U, T3 @; f; I
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。
- s. Y3 ~& F1 b2 ]7 h$ E0 o) r0 c1 b* {% c  t) Z! A
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。
" o- ^3 t+ }; A& C' F; y1 G/ }% w) ^3 f. [/ B. [
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。, C4 v# W- p! R% Y

0 i  \2 J* b- i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。
3 b3 |4 _7 H: [* m+ ]% k! }  G# F2 @
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。2 e5 k* g: h' a' J( P7 u" W

, j9 m7 Y$ G' w% ?规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
- ~- y) x7 u6 G0 b9 Q  c
  `& X+ T* @, `. X在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。! b7 Q* P& H, z! N3 W: |0 X( Q
. p1 \/ u/ [; \% m" q! x
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。
* k/ F' D' s  R! W% I" o
7 F2 S' U& Z% E: l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。/ D1 v: p4 S- m  y8 }0 r

, \7 J' x3 i9 y- f+ h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
    2024-12-4 07:09

    • 签到天数: 2924 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 L9 \' X5 U( j6 S' b. N
    . a; [" G) `  Y) y0 C4 H+ D8 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。
    $ i! K& U& P7 S& }
    5 X9 t% W+ b- d+ B  w0 k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 00:55

    • 签到天数: 1101 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 ; R% L  b: O* B/ n. `( X: P
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    7 o! w/ \' C" a) g: h" @: J, B这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。& o  p, n* I2 ]( a
    ) x6 b, P1 [4 S4 B! e' z- ]8 c* 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 ...

    ; h0 B. v" Q  O2 U5 Y5 p
    / ?8 r) F" W1 c( A+ v$ Q厉害。
    0 \! r  S: n* _# q# k1 t7 q" X- V% d* u: 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 19:020 D# |2 l4 f1 B" q) g( X: J6 J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。, E6 x0 _( @: ~/ _. _
    1 b7 I/ S: s7 @% n2 K9 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 ...
    4 g2 c5 ^/ @) ~& J8 `& U8 K+ F
    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。
    / _# Z% L" S: R- m& w: b& T
    0 e& I" Y- T( {1 o+ 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" n$ m  p2 P0 i4 u2 }
    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。
      {7 \  s! F: Z; I$ r# v7 Y. W+ {' K) d2 Q6 m  v- q/ e
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    , N0 e* G1 v" j% a
    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。' `% M+ R/ i* C4 I! y: F/ v/ C5 S

    1 w' `2 L! u8 q6 Y* ]' D" l% z0 e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& b# q* Q- n" ^
    8 N2 B9 ~6 K( ^( Q* P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% u( C$ g: {+ m6 p+ @$ 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。9 x& o) Z, ]6 f/ K/ p
    6 l% T  F! w9 K. v7 V* ]" `
    你 ...

    8 p( \7 r7 a/ e$ Z, f6 w. S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 09:418 K$ _8 N. a! K5 \8 o6 N/ ?  Z$ ~
    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。 ...

    % {+ a* r& y0 P$ R$ N3 |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( L; f( Q. L; t3 r' `! F4 \
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ' @$ R9 \) q( A( 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。
    " V1 ^& \/ T& W- [" G( F
    0 N% V8 Z* T# b6 }  Uhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    6 d) _/ G; G  \这团队还有B站账号，经常发视频。) O1 c6 L( {3 l6 @
    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% g3 N+ s& O5 u' k: u# @( H
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 Z: k2 R8 c3 A" V" L7 v6 A- t; C$ Z3 S' N3 J4 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 ...

    & R* k9 }: Q4 m+ n( Y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 10:183 P( K2 z& E$ t! D% 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。6 ^3 _( A* Z, y
    0 Y% W' B9 K" \7 s% l
    ht ...

    2 s3 a2 W7 b8 l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, M/ x% I# t' K8 f2 j! k
    淡化水上用不了吧？
    $ y. i9 K/ x7 U( |/ \" \
    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
    / R5 k4 E& a) _/ x$ l, x为什么？船上也需要淡水啊？
    " X" p7 Y; M: e( s  P7 M$ N! g
    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
    2024-12-20 00:53

    • 签到天数: 732 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 02:229 e9 s1 O- {/ l5 T/ }/ [
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

      D! f+ }  a/ j1 ~" ?, A: q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
    # y) s2 p8 k4 t7 V) g- ~- L3 b/ x水蒸气里哪有盐离子啊？
    ; S! {  a( F/ l! d& v
    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- W" Q  e9 A2 G
    为什么？船上也需要淡水啊？
    4 b* o' z$ I+ o: W0 d& ?9 l
    # G% D  o! f0 U# @# V: w. 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。9 ]( B1 U- A  y: e) j+ ?
    2 q& q% _1 K3 X# u% b
    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+ s$ Z) N4 z) n$ ~0 }  E
    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 I* Z8 A* w5 R3 X% ?1 g* n5 S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。: T8 S1 l% H, f: F) L
    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
    3 天前

    • 签到天数: 1856 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 00:180 i- m, E( t$ C- P2 W/ f- 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。
    , m4 g9 x9 Z; N' ^3 E) w2 x* ?/ Q/ t; Q* b
    ht ...
    1 ~1 N+ i# [8 k8 G# A! [
    此处应该@testjhy  老师
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