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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
# S% L' f# B  g% W
+ i6 @( p! z& N5 |/ ~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。6 ~/ Z/ d1 W. K. v) w/ t6 Y5 p
2 s* @1 T9 ?# \8 J
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。
$ Q# f+ E1 G5 d& p
; R1 a, i. P5 r9 L* m. l4 q6 J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。* L% ~/ Q) F& d

4 \$ m9 R+ a* d8 {5 ]- V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。
' I9 p% ~" E3 ^% Q) ?+ l8 p
  y6 W- Y; Y9 \, c  l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。6 k& J$ t  }. L2 E8 H2 j* g

- X7 Q+ L: R) ^' h7 J# t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。, B  F$ U5 V0 z, M6 T6 A
5 R( |! B# i1 A& ]* I4 \) W4 R
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。
4 d  Y3 X+ C; i8 b+ e  C3 p3 o1 u6 x. G
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。& S6 V! o" H$ r9 r/ F- z
( O: {. {4 |( 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。
5 T" E* K7 J; @0 h! P  W& S- g9 f8 g; O8 W, k( o# ]% @% _
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。6 b3 ^, ^. {. I- F$ l; S" O$ N7 F
1 m* T2 u; g, q# \0 S2 R3 y! v; o
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。3 o, n7 O& ~( |! X; i  y4 E2 d

: i' c' {+ p7 l( V3 B, T5 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。
  Y: C$ U) s7 B7 [
& x5 ~& D9 i* C% q, q: ^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。
$ u" c- Z  ]2 {6 d" A
6 @, |% z3 j  q; n) N9 S3 u8 I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
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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    8 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。' _. ~0 S7 W$ u% v3 o

    1 ]+ B+ }: l! T3 y  ]2 h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。) F  K  m/ c8 l1 ~" z+ c) K' _1 |

    ! D7 u* {) F6 n7 j+ h( t, V0 W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 5 L: s$ m; C/ B. J
    水风 发表于 2022-7-28 17:02% S0 w1 \( ~+ L# Q! m) h
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 F. t* [! D; O+ d# j8 K% Y: |6 h2 x4 C1 ^  @
    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 ...
    ! b7 ~# j; R" w9 @  F! E
    , D2 K; B* v, N# k9 R, ]8 s  M
    厉害。
    $ h  g' N$ G0 a$ m5 T3 e! Z/ \9 F; T
    1 L  E+ o1 ^; Y+ u: W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$ x. Q. y/ l. q* a1 a
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 m2 }, u2 f+ \. }. |" p/ P* W
    5 Z0 d# o/ C* E# d5 n* r" d  X$ A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 ...

    ' Z1 G9 _+ \' n. 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。
    0 I3 K+ G2 h; ?4 O. P& g( M) w" M' H9 p! d1 n* n. L, ]
    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 10:354 D9 m; E6 z) A1 l9 z1 W4 P
    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 F4 a3 b5 r  w; H4 a, U/ N
    / \# H! d/ ], D2 O9 K. W2 T$ _5 n海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    3 p' S" m/ \8 P) 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。) g2 F/ M) ]0 y0 r+ z

    % Z! t% B. [) ]$ s8 d, q7 L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。2 s  H2 S( T1 z) p8 ?7 N: |
    / M+ f- n3 I, J) V8 g
    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
    ! g/ v( N. B0 G* F$ h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 W$ R$ q2 t, z# d# H/ D/ t4 U# D" l; i; ], D2 w% w/ m& W3 e: H
    你 ...
    2 C% ^8 X6 `% h4 Q! }
    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
    ; m: {/ s+ X$ q5 C' y' b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。 ...

    9 v, @  h& z% r8 d9 W: ?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* f6 ?, e" Y% x% E- z
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    + @$ G3 m/ y! _$ H/ b* 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。$ z( j1 \* ~/ u$ c' u

    * t4 L! f/ {* o, Uhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    0 W5 M$ v: a, P) `8 G. S$ ~( h8 b+ |这团队还有B站账号，经常发视频。
    : ^2 L+ Q8 i: 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
    5 \7 S. B' F/ d; }! w这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ' v+ r" r3 Z+ Q/ T
    1 u# W; a. U* b9 [- t! 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 ...
    # Y8 S0 U9 E* E6 a3 i
    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
    ! T- j! @& r0 X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。
    1 M' y) e; p" [0 b+ L* \# f# B6 i- @6 H$ z
    ht ...
    $ j" d. `" V' u/ B7 X; ?+ r
    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 10:325 Q4 ]- A# Z% q4 a( Z& @
    淡化水上用不了吧？
    9 D# C: E: t1 A1 \
    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
    * j; g  p2 g' F为什么？船上也需要淡水啊？
    ) ?: m& P" H1 b0 Y6 l& e4 F
    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# B" G! n8 C- D7 m
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    ' Z, P& l& m) f  @
    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" g5 V9 r; I, [$ Y% `
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    7 c! X& `  J4 g( \: b; E
    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
    - H8 |! j3 C  E2 a为什么？船上也需要淡水啊？
    ( |6 b# H7 L( ?: g

    / E; g0 v3 B6 Z0 @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。) g" ^6 _/ q" H/ w" b
      @4 N& |0 Q' i
    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

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    [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 01:449 ^6 g! \: g% 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 ...

    + I& E" b. f% T: O9 l4 _1 d  o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。
    , N/ V$ e2 F! u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
    5 H5 f$ s3 @/ u# m+ k5 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。- l7 o  D$ Q8 ?* @- E

    / r9 m9 p" w( Z8 b( i$ Xht ...
    . r; N5 f$ G) e' B: Q5 [8 u
    此处应该@testjhy  老师
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