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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 6 g% y' M: \! c8 a
" T/ Q* J4 M' r2 |; L
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。$ ~8 I* {8 H. t" z" L6 j# C: v

! I3 j5 b6 k" A; R* o" d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。4 B4 U- [+ N: Y/ f
: V0 J! O/ j) z1 e+ F
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。
% v7 D# _2 M+ [; y  H. n, `9 l2 H1 |- J. r9 A. {
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。
  V: ?; u/ I% B0 w' Z) l1 R. p( i
- a* @5 H1 s* I  f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。& v' h( q$ G3 a1 ~
4 ^8 u3 P1 }# b$ a
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。
  z( Y! E8 g4 I! Q" Y" Q- ~& g/ Y% q* _1 Y& i% ?! D; k, b2 u, y
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。
/ m* K; c4 K/ |
4 v, _& b/ J. T& ^9 I0 a' N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。
$ b& k$ x( n4 C, f: h; d
6 P  S, n9 a2 Q3 c. v' w! X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。
7 a. n7 b: A. P
0 t) T# y- p: j% b% b/ d  z- c规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
& S# {. u" N6 \1 d& {  n* y! f* Q5 u" V2 f! f  E
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
  @1 M% W7 H9 G. B
7 _4 O" e4 v! t" A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。
* ^  X* J# p* w0 k( u+ _& ~3 x
/ Y3 c4 }; g+ q" D; _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。- g, Y( o& I$ l4 \  q0 Z& }" J

  B* u! L! z% P. q* O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
    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。
    ( B' Y. X) ~" p% J) _0 I  E9 n' `% b" e+ y. c
    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。  m  N8 J% f5 t

    & H# @' n* {4 ^5 }1 P5 H; Q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。

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    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 " s6 S% I3 E% Z. U  I
    水风 发表于 2022-7-28 17:02' Q( Q2 K' x# p( w0 h7 w7 h
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , }" H3 s8 @7 }' W5 D; O/ C3 |" g( ~1 \& ~% ^+ ?2 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 ...
    + x* L8 i7 ~5 V! |+ H% x/ j8 V* M
    / d& j4 t3 W( |
    厉害。# Z( h2 |; m4 I9 b$ u1 h9 d  u
    ' P/ ?1 }! ]# E, T  f5 I4 G
    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
    ; v' Z, s. R+ a) f- L6 Y1 r2 i. [这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. V! }- K2 x! X; O/ Y
    ( p8 e9 Q/ \) S. ?  b7 f1 @6 k) `7 I
    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 ...
    1 G+ _) R; L, n0 C' E+ ~
    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 j  `$ |6 G/ d7 l: o3 {4 r
    : h* f# D) i; K- Q5 }" u% i
    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
    2 A( O9 l) L* z, H9 @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。
    ; g/ y# q4 T+ l" ~' f0 [) k$ Y: a+ j! z  H5 D% l1 d# Z
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    ' V0 [- U3 ^1 V! I! I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。
    6 K1 \0 x  W/ n4 r- I/ q* r0 ?6 n" V. Z" ?$ Z  @+ G1 V- T
    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。
    : P7 e% @3 X" w( N  y0 T& w
    + C; z6 P% A3 d5 \4 W4 d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' K$ b* x# F1 y& j, N3 L: h- 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。
      n9 w5 l: @8 M5 G9 z$ L
    2 j2 l( s8 a: u, a你 ...
    % P3 G/ W5 H& [& ^% L& A9 I
    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) P  P! d- i0 E/ w
    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。 ...
    . M( i. h. V( ~$ _9 a; E
    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. p8 U; a) H5 |2 _
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    4 z3 n5 G* E  k6 z) @
    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。
    5 y4 v% w9 ?6 F- r! {
    : `/ S5 d# v% p0 u! Ihttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm' L, }8 |+ K- g
    这团队还有B站账号，经常发视频。; h7 m* U6 t( `6 D: X+ Y6 b6 e9 C
    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
      ^. t1 w# P  A1 k. k这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / T4 v2 g- G! J/ ~9 }: j
    9 j; f5 I! a0 @+ Z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* I% w5 G# ~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( ^4 D& t; h6 o0 t/ E1 I9 {
    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: Y8 J6 o, V3 j+ `. P. v; h3 _4 u$ G; F* k; _# d) T* D
    ht ...

    6 R4 E" V7 W+ ^$ 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* P/ {" C, o4 I8 A& c
    淡化水上用不了吧？

    # X  `! G+ L( {; F- l2 X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
    . f8 p; R8 `" E2 H- P0 r$ ], l2 E为什么？船上也需要淡水啊？

    # e9 S' f  n3 T5 l- j/ N2 m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
    昨天 04:01

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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/ G9 M8 [& H# d) v8 H% L" x
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    . o7 L/ N' M- M; B; o/ _  Y
    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
    + x( @9 ~9 {3 f, e. C水蒸气里哪有盐离子啊？
    + |& M6 A4 R. }9 x- X/ G! R1 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* q9 |: H* [9 R
    为什么？船上也需要淡水啊？
    / n/ h$ F% r3 Y8 E( J
    & c) r6 O  U! Q( H4 t
    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。
    1 E8 H- B( w, Y: G" U7 ~8 e" R* T8 M7 y1 j3 _$ v0 E; o" g
    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 01:449 F3 L1 T' j' h" v/ {
    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 ...
    % [0 }5 j$ H* S; |) _, J5 |
    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。" N2 v3 }# L: g$ ]7 ?' g+ Y
    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/ [) k8 T( c4 A  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。2 U0 N& ?& l* j& t
    + \7 `/ p0 z7 s
    ht ...
    - u7 e6 u% q$ N; R" D
    此处应该@testjhy  老师
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