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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 ( K# M2 N; W' U7 _0 C* n5 @* z$ F
# [8 L, N" W) f9 R
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。. P9 ^  j8 _9 i) M, e

- o8 n1 e* w0 N, k" e; P6 S7 ~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。- H0 y5 i  t0 I9 c' I. R0 ^* f
! V: Z1 q1 o7 ]( o% t
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。# p5 x; c2 e. w: C( ?% @: t$ n+ b( m
- h3 a. C7 }* Y' `* D) q
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。' P7 b. I: h% B" q3 S$ w8 o

! g0 @1 @9 w) Q( k* I1 G( ]8 c) ]5 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。
2 D% T; U* R/ v1 G4 V( N- @
3 q% z7 ?' s, F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。
7 q8 L% M$ V( }! g9 f" o# `6 F5 ?# C4 t) `" ~/ f
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。
" T: c: d+ m& x) M' |9 g* [- V% Z: D" y
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。
6 @- |' d% Q. S- `
  n& E1 Z4 l# 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。
. Y7 E; j' W# m1 J$ p% _. G/ ]" P! b% B4 ^" s% E) v" [7 E! S+ A/ ^
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。+ U5 C) _. l7 \. t. P0 P
6 D- O/ B4 f1 b2 Q8 i" s+ P
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。! j1 h6 B) U$ G0 e. z0 U
7 X4 y% [3 T  [, G* B' c
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 {5 m' Z. w" D8 D5 p1 H5 Q6 ~. ?
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。
$ Y1 r" g: D6 d, }5 B2 g8 @
6 m8 Z* ~& {$ x) m1 Y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
landlord + 12 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 10:42

    • 签到天数: 3061 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。2 i3 c3 q. \% K5 p" M
    ) P0 ?8 F5 \- r1 m
    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。/ H$ w) U& h1 f; s9 z" {- O# e
    ' t" o8 n6 V2 k8 e, U2 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
    前天 14:37

    • 签到天数: 1593 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 ( C: e+ Z6 z3 l  ?* L
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    1 M; l5 Y; Q9 s9 b* \$ z& ~! X' j4 \这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 ~1 o2 D7 F' T) d
    5 a7 t% B. R' |* j1 R& 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 ...
    - v6 n! F5 [0 l% R) D1 C

      ~! \% J. f; j) w! a0 X厉害。  d: o, {& g- m! l+ d( Y, J9 v

    0 c" K! I& r! u# T$ J/ F4 W7 l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
    5 E0 i' r  f5 C) O$ H这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ `6 z, p9 _- o& V4 l
    7 [6 j  F: P6 q
    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 ...
    7 ?: x8 ]) e# {) W4 u  Y1 O
    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。
    % c; k. G) {9 S& `4 G$ H
      W8 y$ f8 m7 D/ W' G/ M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/ J+ ^# G+ r9 |- j% C' Q* 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。( B& ~- E/ A/ E! d
    5 N' j6 y6 [/ p( s: ?2 @1 ^7 r
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    / b6 c1 K2 M0 Q9 }* Y! 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。
    4 o, e$ V' u! y6 O
    $ B( b  q. m/ {0 S" l& 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。6 \* S3 D; Y+ o/ n# K
    / f# |  b2 D9 w! 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 15:507 \+ k) B  F+ a0 ?8 O) S
    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。
    # v+ K3 X0 W* l5 [) Z$ }; P- d0 i2 ^/ Q
    你 ...

    ; h: v/ M4 F, q: r  R* J1 w+ P7 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 09:41
    9 r* F& q) z/ V" R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。 ...
    5 L& l& w( r3 x; m9 \0 [7 {' h
    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
    % g5 O' s5 v* R% M% r: O2 Z没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    + y- |; Z; @1 \, C  w5 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。
    + j" Z% F8 ~6 |
    ( Y7 f7 z% _: x: M2 t2 l- ?https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm9 J) Q+ d# `" K% v8 j) g7 n7 k
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    + [6 ]& ?# v+ k8 uhttps://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
    1 {( r. v, _$ U! {0 K! x$ S这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 F, m5 G6 {4 F0 |' q3 z+ e% @; {- \5 s2 k$ x2 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 ...

    3 X) S/ a, 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
    ! T; u' k% W$ p" z' p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。- }+ H( L% R2 r* f7 e
    3 V7 Y3 W! U# P7 f
    ht ...

    ( k% |: ], @6 t! h# f# t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. Y7 ]) Q8 D9 P
    淡化水上用不了吧？

    , D3 e  P4 w5 b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 12:456 ^( m# Z4 r/ M# `. j) D( z* {& Y
    为什么？船上也需要淡水啊？

    / E; g8 j/ }5 S' s) o9 p/ N$ ], U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
    ) I% f7 \: ]3 b8 u$ d吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    $ ?, I7 M' g# b* K, P
    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! [/ U9 d/ ]; B, r% S7 e
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    5 t6 j6 U( c: Y, n7 }# [
    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- ~- L2 P: s% z8 e& T4 m% A
    为什么？船上也需要淡水啊？

    4 X( S# x7 h, Q9 F: h' r+ g
    & v5 R8 R; N5 m; K0 ~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 r7 z6 `# J% @; w" M4 {3 W5 R! k7 C6 o8 c" t- N
    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
    ' e  ~( O5 s$ C$ ]) A' T5 G2 W  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 ...
    7 I% W( a, z$ _4 H
    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。
    $ u8 Z1 T- L/ B$ B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
    2026-8-3 09:03

    • 签到天数: 2002 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# `( L, `& J$ M- t; O, H
    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。8 t7 E7 h9 {) v! G! G; Q7 }3 N, T% o
    - I; x4 M% B; f. \6 c; U
    ht ...

    1 z- R8 r& q# G: l此处应该@testjhy  老师
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