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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 ) w$ p# [/ k# U( m6 \

# a9 g* t7 S" O, Y, A9 `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 Q" \8 v5 |/ `! n' _5 h5 _/ L
. \3 K: [/ Q6 I0 _4 U6 G
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。
( R& U2 D# i0 V+ `2 N+ V: P! C* h( J6 j6 W" N* }
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。/ Q9 P  X+ }4 K2 z  _' r0 v
( x$ A3 e" l+ b" {7 _
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。
. n0 z, r  d1 y) N. y1 B2 X& i; `- |. ]/ A
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。; O" S& m9 z. I

0 p3 `8 R/ O4 u; Z- k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。9 L' j3 F$ O4 I  i: r6 `
1 _* ]/ j1 M1 M! g7 {9 e2 f& H
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。
2 h5 Y4 `  Z, W6 w6 G1 u' B( K4 k, Q& j1 g( G4 U6 Q
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。
4 r; @9 r) m" X2 }, l: k  N6 J! V" z# y3 }) l
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。
7 I. K3 l- |6 i! _! C) g2 \
- q" p! j8 p2 Y. F5 I' i规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。/ R5 ~& S& f/ r4 j5 I

3 X3 m+ o; W' J; [5 n在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
6 S9 {) n: `* ?( l( X( T/ g, y: g7 Z) Z
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。
. s3 I9 y* @/ {1 v4 S$ q  S4 ^+ O* {" r" j
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。9 R2 r7 O9 u+ Y" d3 U

. K; J6 e1 O9 j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
    7 天前

    • 签到天数: 2969 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 `0 h5 c6 y& k4 i* j9 b

    * v/ s' B. ^- [' ?9 Z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。  [. Z; H# ~9 N
    ; K/ J0 q5 X# j3 g# m7 c% |
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 1424 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 & b* H5 `% M% N; M% @. I$ X
    水风 发表于 2022-7-28 17:02, ]. a6 I6 f* u6 t5 G! L
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。- K* L# B! b+ U7 N

    : F, L$ W/ Z  [( \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 ...
    . }: Z" |3 b0 e3 H

    ( [! A3 k  ?- S3 ?) P2 z/ Z厉害。, L4 D6 T  x* X# U

    7 P  x6 X: {/ d) B% B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" J8 n% ^1 b1 \0 p1 {# v/ Z
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 W8 J0 M6 E7 Q  E0 i5 x8 r4 Q: G  D! ^. V" o( u
    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 ...
    / z0 @% \9 r: ~3 L
    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。8 x: D- o9 x7 y

    ( {/ S" T4 D+ y# U: _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
    / b) o/ R: p5 E9 S7 ~1 v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 R! C2 j: X5 E9 Y# x1 Y0 [& ]
    * v% R. @9 u' H4 V
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    3 _# p" ?# H, a8 F. v/ q4 N# v  T0 q' 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。. g! I; M, w3 m/ R$ T! J

    ' [  C. P8 i; \% d1 N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。8 ^7 n. E2 }+ V7 h5 o! M# d+ ?
    # A, g+ M  q' D2 ~4 J
    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
    " {: m) L1 T  A( H7 e8 ]* \% 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。# v2 d& p" g8 t* V; b  Q6 O
    8 `( Y3 W3 g/ Y& C- r4 }/ X: }* }
    你 ...

    # q( X3 E" `  G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 09:419 U! K( T$ j* l2 s
    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。 ...

    - K( t, m- s$ y) I0 [7 y" N  f+ F( 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. j% h% ]4 B- c7 w
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    $ d! a$ a8 D, r/ f3 [' ^
    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。
    * c5 b1 |4 T0 Z3 C4 p/ e$ m3 @1 y9 x( p0 {: {, |6 y' Z/ j
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    / z  H9 R' r( W. L+ |( ~) f; o, k这团队还有B站账号，经常发视频。
    ; S5 {5 f9 M+ D6 f" r6 k: ihttps://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
    * A  [- F( E9 T. n这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% R+ h6 F6 l4 p$ ~& q3 U/ C) @8 L
    $ E: t. g! h! n0 r* z1 W; X6 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 ...

    - S- E8 B* K; M! d' `/ T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- D6 G0 D$ o  D  q2 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。
    7 E  N3 D: F7 [7 d; J" Z
    8 z0 y5 b. \* V& `5 I* r7 |1 S3 uht ...

    4 U1 L7 r# |8 M) g$ P, O' s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
    $ R1 U# o5 L9 z: t2 B( l: v0 ?淡化水上用不了吧？
    - T: K1 h6 O+ Q' _+ r
    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 s; X% `" C2 h: s
    为什么？船上也需要淡水啊？
    + |% D2 a3 I; f1 c
    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
    2025-12-16 22:24

    • 签到天数: 813 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% F0 O2 Z7 l& L* G7 G+ u
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    " a: P( X% D8 }6 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
    % T$ x; P* F8 l' h水蒸气里哪有盐离子啊？
    , D  E& |2 y2 q; D! o
    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 I- _/ n( h/ I& ]0 j1 k
    为什么？船上也需要淡水啊？

    $ i" Z2 U1 h7 Z/ d$ U4 B) r: a$ J( I4 h* t9 X' b
    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。
    # S" T9 N; m, B( o) h7 Q3 C7 `9 c0 ?3 l; w
    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
    # |6 E7 [6 m" \# ^* _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 ...
    ; T4 A1 u. F; }2 f6 v& {( X6 y
    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。# V' Z: l1 m0 X
    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: 1928 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
    3 |& }0 _; l6 ]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。+ T/ p7 A4 Y2 r' K# C
    / a8 {5 G8 I# c: N
    ht ...

    . [8 ~/ q9 L$ C" U3 e3 X此处应该@testjhy  老师
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