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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 ) E. M2 `0 ?3 m1 N6 L2 S

& s. S2 C4 S* G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。
* V$ e2 _' b+ D
0 G( |( _: W1 v/ N+ z) Y  k) {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。
: K; N) `5 v- Q6 q7 O1 `; |6 ]  `" a, U' N/ M6 ], 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。3 o) C/ x( l5 V0 w8 ?, t
6 N. k, m6 o% m* k
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。  _; D  s) P# w; W* g/ d* a$ y& P
: M4 p$ ?& h$ I2 x2 G
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。& S1 [+ Q/ q4 D0 n0 H. V

# Y6 B, w5 N6 S. 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。
* J2 o6 L7 Y7 K% ?7 T6 [3 s- M! E+ ^# ~) o0 e; w
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 u' n6 p7 _( E* p5 g+ I7 Y6 M* q; L$ V; ~# ^' m2 k
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。
! r: E; z% Z  U% {; ], n6 H1 \9 ?4 w2 M6 x8 k
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。; o- c  x! S- @8 A5 S. T  e
* t2 S/ o) e( Q" J4 _6 B
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。9 J+ ?+ p: k; `: |& e$ S
/ Z* f0 f, \6 J6 w/ j/ h1 z4 T
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。$ u' g3 s" k2 J4 n1 r% S3 G& h
3 \3 g/ r0 j1 j' w
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: H( N+ q: m6 O) |9 j% f1 V
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 D, s# ~: E. H' v, g4 p8 l8 g8 l, ~2 b' ]$ V( m
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
    回复 支持 反对

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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-6-30 08:53

    • 签到天数: 2967 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。
    ; d* z# S8 i& w3 k6 v/ U5 Z( X5 l
    2 ?: C6 v! P# @. ]3 c) K  ~$ w2 f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。% _1 A6 a. ?0 v/ t9 ]$ h

    $ f. l: I0 V4 x7 T" s6 U& ~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 03:14

    • 签到天数: 1305 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 : _; v; x' C, j5 o  z" w
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    8 Y  `. P2 I: P- y5 r+ |: x& x这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      u. V7 O$ D4 E' o$ r4 h+ \$ D9 `% @  U  B
    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 ...

    ; V+ ^: d- O2 W5 Q) M* o, G2 a+ u2 \, N9 X
    厉害。
    $ c9 M4 j. }  m) ~; E7 c9 `  c1 O  R; J7 ?. w/ U' d
    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( ?1 z; }* E* G0 s! N' L) O1 f1 E* @
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ) v' B/ W, g6 E5 K2 M, p0 L' y1 ]4 G5 h2 r
    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 ...

    # p$ W! _3 m. d5 b, J0 }, r% Y+ V+ U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 o+ Z' w& [# Q% w
    1 U4 K) S: _' z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
    4 `& q! _: S* B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。
    2 Q4 {, C0 f# D
    % {3 }3 h# }- J" a9 L海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    5 S4 T8 ~2 n4 P% Y% C0 D. L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。3 A: c$ }0 n+ z( o2 Z
    5 F7 u. n: s1 S* k
    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。
    ; V0 r0 K& S+ W0 y! t6 s' J2 u1 e, h6 C3 \% ]7 u
    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
    5 R* p) s3 t; K3 G# c3 K0 C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。, P( o# @* J6 P7 W8 j

    * M, [% Q9 p0 T% U7 ^0 z你 ...

    " O  Y: x- a8 R, P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
    4 f9 b2 Y. @- c! r* n* }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。 ...

    8 o8 C: O' l/ u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* i% d% w/ t& L! s8 V0 p
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    / Q8 V1 u! Z: ], L3 Q
    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 N, B/ |  n" U2 U& }/ b# _

    7 L" s+ b* {) R7 K! g6 [* Ahttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    % m3 [) P9 A+ @8 N5 j2 [( x这团队还有B站账号，经常发视频。0 {* T5 s2 o+ l3 n- w' _
    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& g! \! J: a2 a3 ?3 \
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! p- }" K) y2 |# G/ A6 I: J( N* y/ h8 D% P/ h5 ?1 B8 J. 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 ...
    : |) l7 O9 G8 V7 T4 {- 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 10:18
    ; W/ k% K4 E+ x! O4 ~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 X/ f2 J# r  e8 T" G; Z, A3 R' m3 x- c; {
    ht ...
    ; R$ A# D% {, R9 f
    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( ^6 o3 U9 g# e; a1 N
    淡化水上用不了吧？

    3 D; C3 a; x+ J, W+ C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
    ! y! S+ @& X* ^0 [为什么？船上也需要淡水啊？
    , H9 _4 T- W3 F0 p: N" 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
    2025-8-14 01:12

    • 签到天数: 798 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
    " v2 b4 r- m, E/ u吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    + k- [9 S4 J2 `' B! 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

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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 13:491 E5 c& l7 T8 \6 I* n
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    ( T4 b" l6 i# ?& u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
    % ~. z: }7 m+ {6 {, m: s为什么？船上也需要淡水啊？

    - H$ L$ M, f6 v/ p' y) A/ V8 \: z) V- g! y3 m  E9 \9 Z- Y
    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。
    3 Z9 V: o% ~; X. c+ b# t+ B9 I' n0 z2 L
    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
    * B. N. Z6 e" C4 Z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 ...
    ! Y1 Z5 l! z; G: G6 @* 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。
    + ?! c1 x1 t2 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
    半小时前

    • 签到天数: 1898 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: K  S! X2 z4 i& m2 d# v
    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。" J# P6 u( P# B
    ! _0 L9 o) G1 \4 Q+ d/ @- w
    ht ...

    2 X& {/ M4 t9 e+ D/ D, j此处应该@testjhy  老师
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