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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 # ?6 o7 J4 }& u) z1 H
. B  ^9 {: f5 h- Q8 i6 u
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。  k/ H$ N0 S2 h4 G- Y
1 f& r' b9 M; ]& l
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。
7 e+ ~& ~& h5 g5 }1 b  A7 S" D' i8 g( s
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。
  I6 B' |1 P+ Y# }( J: E; V" ]9 i/ q9 W% e- N
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。* w( ~9 s! N; h* o1 W
4 a1 Y9 {2 ^/ L( K
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。4 t2 S- J; P4 ^( `: t" o* k
3 X, d$ N4 O$ k9 ^% i4 P) m( 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。
1 s3 G6 u$ h/ B  Q& |
2 [: I2 l" X: Q0 G$ K5 d, E: x9 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。
! {. H# B/ n% S" O( a6 G7 _. b0 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。
; u$ }4 H8 @, n6 C1 C; L# @- d, s' U' o3 A  v' z% d
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。
, T* R& |, T4 ~: D: l7 e; L7 G# c) u
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。" Q9 j. m. M: d1 R( F
. F; j& z+ [& i+ W" G
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。$ L% ~$ {2 ^) m( R( V: z0 u
6 Q& A9 a7 ^* T# s
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。
3 d+ ?; X- x' S: i
6 R5 d2 P8 \2 `" n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。3 t' {& e' a* L
; I7 h# I; V& X' k  }2 @7 V
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
    前天 12:24

    • 签到天数: 2160 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 08:27

    • 签到天数: 2877 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。
    + t4 e" n( ~2 H1 _& Z; `& ~5 j2 J* S1 t/ y- y& w5 x& j
    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。
    ! ^% j: y$ t5 i. Z$ t  _4 v) |8 C
    4 L- m2 G4 T7 H0 }  \$ I. S1 L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 01:54

    • 签到天数: 1027 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 ; o+ F1 K- r* j0 {  ^6 f' {
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    & y- E/ `3 v- w1 O1 i6 R这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。3 M3 ^, Q/ I( L0 F/ |

    7 V9 F) {% _- o8 i* D) t6 v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 ...

    9 S) n* ?4 g: j$ }& a2 _- x9 _+ v9 Y! s) R/ X( @
    厉害。
      h  r/ K  j* F! ?  U% i  \/ N) r: w2 p2 A" e3 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
    / |# n+ g6 K6 a这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。, h% ^6 J( b- E
    . A" U) V! _. R% }/ @$ M6 Z4 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 ...
    2 }. n4 e" W$ G+ |5 d
    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。
    * n, l* L) A4 J3 s  g& u# h. G& Y! l" Q
    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。
    回复 支持 反对

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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
    ( b5 v. G9 p, g7 O7 j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。' k. q. Z8 z" G/ G! @7 y4 D7 u# d. E2 G

    : ~" G: y0 V9 S: v5 e' j海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    " V, A5 G1 g/ H9 w0 O
    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。5 f) P" z7 e) r
    * E! `4 u5 y" U7 ~  _
    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。- K% m' `! h; C

    - a) f  k/ R; P4 u9 f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 15:504 i1 \# K& N# q! j1 R
    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 w2 O: b3 s; k4 J- z  F
    ! g5 C+ E1 S9 |- n; @2 U
    你 ...

    6 J* K, r' w( d7 _8 U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( F- u: s0 O8 c7 b! R4 S$ x/ Y
    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 Q' w% j( ]; ^' R( y" ]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
    ! L* a' s7 D' t+ G- K没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ! Y3 E4 w$ D6 y5 _4 F9 R# D1 \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。  @. P6 p* _7 Q9 k

    4 x/ q/ p  C! m" S% U5 L% Bhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    " v% c+ M, W% u& P$ c/ t0 }这团队还有B站账号，经常发视频。  g  `- q& z- I7 n
    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 20:026 n) S' D0 m4 R4 r# M# d
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    2 E+ N' s/ M6 F' U( E$ h* d4 }$ E. ?3 A
    * g1 a  X# D& S4 }8 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 ...
    & q; E  v' b* X& _, p+ b
    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  L, g% h1 W* Z9 t* b% r/ 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。
    / H% i- L; g! j/ f; A& b- O8 r5 j! [9 D* A
    ht ...

    " H2 M/ L9 a+ R/ e! ^4 H2 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% [- W) K" ]; k* s& f) a1 p: K
    淡化水上用不了吧？
    % r  R/ A  @9 {" 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

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    [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$ N/ t# F( v  {/ o' c
    为什么？船上也需要淡水啊？

    2 f1 r6 w! Z; m" @& g9 |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
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    [LV.9]渡劫
    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  p+ Q( O% f  v
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    8 Z3 R2 Z1 Y( \6 A* Z
    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 13:49
    ' p" p7 g6 j+ q水蒸气里哪有盐离子啊？

    2 S" ^" Q) N, @; o' p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
    6 S9 F7 h4 s% e. S1 B; h为什么？船上也需要淡水啊？

    $ i; M3 d, \8 r4 \
    & B8 c4 U$ m  \% r1 u9 ?4 p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。0 u+ w" z& F. q" B+ G. }
    : Q5 j7 Q0 S% C+ S5 W* M: e5 M
    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$ W( m0 V; m) \2 S2 D0 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 ...
    $ t8 D9 ~4 w8 K
    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。* B/ E0 d# o1 g* P
    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
    2024-9-17 12:07

    • 签到天数: 1841 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 m  b! B( V' g, k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/ `* G6 y4 W' ?, @
    $ M  q, k1 ~! o% D
    ht ...
    + x' U4 r3 N8 f8 y% H7 v. G
    此处应该@testjhy  老师
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