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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 $ p: w( G! w/ M$ s3 _; e
4 O" k, m, Q" d% R4 e+ N
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。- v0 `; k$ ]+ \
1 l' {  G% U1 }$ Y# w9 N; `5 c
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。9 z' O3 g# U1 G5 g

+ o8 x! h% M. x0 t; p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。
" {/ b' N, h8 f1 v: }2 _9 Y6 L5 |& P) w* q4 P
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。
4 o# m" R& s! {/ j# V
9 I3 l, N. L/ q$ [$ @* r7 [  n* ]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。0 H  W7 l  R2 i0 k6 W
4 E8 T  ?% U) i$ X/ a6 f  q
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。
/ K' ?$ w6 |* S* t7 S4 C% v1 v3 n2 G* m4 S% B7 R' g  \
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。6 G3 T! u9 R- E8 j( d4 @" c7 i8 ^

& f. i9 y- r  x; H# A, R0 U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。
9 J" Z, \+ m) L) b) a, X
" t3 N- m1 ~. k5 p# X+ G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。: V- b: A% Q1 ]# A8 U1 w4 \1 p' r

/ s) ~! ]# J  l# h规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。4 h9 T: y. @5 j! E1 R- x& R
& R! \* \! {! F
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
0 R, h( p- ?+ v% s2 \5 z7 j1 z5 }0 k1 r$ t9 F+ d7 ?+ O' D
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。
# c: q0 @4 \- a% d$ b  g" @) M: k, o
+ z2 r) [& `( c( m: F8 o! o0 G$ p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。: Z0 i. [  `3 @+ u

& v5 u) `/ ~  o& R9 x这事其实很值得吹一吹的。

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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: 3074 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。- Y% C9 n; I7 \8 [4 B+ [. z, K, z
    6 m8 v! Z+ u1 @; D! E
    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。0 ~3 b: J( u- s

    ) e9 {3 |1 }7 S5 d( e: ~' q3 r. N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

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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 07:36

    • 签到天数: 1608 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 - a7 {! {* Y% ~! d
    水风 发表于 2022-7-28 17:022 j/ d9 K% S' N: \' [7 e* a+ J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。& d6 S- V: Y% P/ b' k% Y
    7 I4 G- c2 F  S6 m( 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 ...
    % b; }! K& ~$ W

    9 [: m- E, o; A# {3 N厉害。# s4 D9 o' h' E/ M

    7 I8 f" B6 S0 \4 }) I# k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& f& P/ Q( g/ ?* I: K
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。" U$ P: e, o% ]; ~8 n) n

    8 U" ^+ u7 m) B$ Z1 h9 Y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 ...
    . x: Y" w( i5 G" {' x
    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。
    ( j/ r" i( N$ j6 \6 Q) k
    9 O6 w; u" x7 H6 q1 B( g; B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
    6 L3 v( r, t) M# G  d& 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。7 D! t# P5 E6 y. I7 P6 Q. K
    8 L" v/ v0 g  @) L, ], q( q
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    % J2 X" S' a# Z& {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 u4 h5 G2 ~+ L% S* ?  _3 H6 m' L" C. U  j
    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。  a8 I0 v, O6 ~
    & w9 p& ^/ m4 ]' W" y" P5 e2 \  E
    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 15:506 }% {' L9 g% n" c8 U
    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。# _! S, U8 d+ r, Q) U4 B: G7 d

    ( C* H3 M2 D1 @* x- {  V你 ...

    9 T8 p& P* ^: R7 [( [: S( z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
    ( N# |# c; ]+ Y9 s3 Y) k6 I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。 ...
    * Y* c* y. T8 {% ]. }4 ~
    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
    , f' ~. L6 M% @& Z& I  |3 y- N没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    8 j; e; J$ {' ^/ B% c
    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。
    # L! ~  c( e, e
    ( H' l$ A" J* F5 j5 s/ y5 Y4 Jhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm+ S7 t# Z0 B0 H2 u4 w* Z2 z) o
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    ! n" ^" r1 L2 o4 E* fhttps://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: C( r% S0 b: _9 w. E
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 I9 w: p, W  w, U2 g% S4 h: Q" N7 J; n6 |
    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 ...

    5 h% h. k% M; N) b" g. 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
    + T7 t( f% [) r3 D6 q2 y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。
    * Q- J8 P8 e$ P3 v1 u% ^) V- M
    ht ...

    + V3 O: \6 @3 q5 [5 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) O: E; w7 C5 o* H6 T" G/ O5 L5 D- R
    淡化水上用不了吧？

    . I( l8 H( I$ |/ i  N6 a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. D. Y3 Z; K& m; x4 Z3 {
    为什么？船上也需要淡水啊？
    # `# a* V* z# E) ~5 p
    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 02:221 ?# @1 N+ I. C' y' B3 L, e/ [& G
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    - x2 `. V9 S* s
    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
    $ m& ]* _' m; s) t水蒸气里哪有盐离子啊？

    ! x" ?* X4 _! h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
    + L, J8 U0 y1 ^8 j为什么？船上也需要淡水啊？

    ; G" N& N' B* m: P' N) R: i3 r& G3 Q
    & z$ ?0 }$ G* J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。
    . _8 a/ S$ t$ A' K& m4 f& C$ [2 F3 @* T+ C3 z+ K/ E
    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& Y' }8 k/ m" v- q4 W
    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 ...
    8 s" j2 r: a/ ]/ W# v9 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。
    4 z( f2 J: d4 M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 17:38

    • 签到天数: 2008 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 r; g( e& T5 r8 Y9 P7 {& _' K+ @4 c
    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 z% j' ?  w6 G  `% }

    5 ?4 F9 X( e7 ?7 s0 D) |4 pht ...
    ! {: j" q6 G; M" \
    此处应该@testjhy  老师
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