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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 $ L3 U0 v& E6 V) C

6 ]/ C- c% r' \. Q+ X9 B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。, t# i; E  D. ~) i1 r

0 M/ w% F) Y4 B: m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。+ l) J* D2 a& o2 p% X4 n
; P" ~0 N9 ]# R
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。: R* S  e* z* v7 e# b. p" ^

1 H+ I# D- c' y9 v2 z, s0 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。' j5 H; Q$ i0 K0 e* u
+ ?9 `& `2 K) j1 H2 v" ^5 o
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 k2 g9 `9 X' P- K# `

' [: }& P5 D- j4 A. y! ?, n8 e0 @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。
, V) G4 D3 P2 r/ U% U! e. H( \% W" P) ~  ~' T- u
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。
5 Z4 H# U$ }. V& P* B
7 ]+ ^0 t3 F- s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。& H% X2 a+ p8 i' J8 g/ ^" }

) p3 C% G: S4 o, o0 t" W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。1 n- g( T6 \1 G* ?- b; {6 s+ ~9 y

# T% {5 w) x+ P/ |8 E规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
7 l# k* ]! Y* i4 a) g% V
* @9 _& r, ^$ v; S) D: E# o在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
6 O; a1 q! N' f1 O
. f" Z% s+ y- o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。
$ h; I8 d# {" r, w" D* y
: ~, G  w* o5 e  G+ |! `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 H2 \$ f2 W( I# ?

' H9 b/ ^% s, i8 R0 l5 T7 F! A3 C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
    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 00:02

    • 签到天数: 3029 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。/ I$ I6 \& P$ }4 J' V

    ( s- T0 M9 K" g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。. E* d' U/ y/ m& R2 G

    3 D3 s. C$ S6 \/ F5 t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
    7 小时前

    • 签到天数: 1560 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 " ~' X, W* T) v# L
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    # h' @; [- x: k! l% \这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; V/ @- S5 e  D5 ~: C
    8 e3 x6 @  q6 ]+ [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 ...

      O- ?7 M5 D+ x5 \8 S+ e6 \
    : ]+ u& s8 ?1 Z4 v厉害。
    + R/ h6 J! z1 v: s  ^( f& ~' }. G1 a$ F& k/ X7 s6 E
    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+ h8 }/ a. X/ X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # m- H% s& f/ e' g8 p. X9 T9 L# F: \9 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 ...
    3 |$ e: l% 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。
    ; z# w6 H# i) b  L/ N  l* X7 |, ?4 C+ {
    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
    " @9 V' o6 t* U1 e  T9 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。( K4 w+ Z% q7 F

    % B4 ^7 u7 R4 k: I2 O: ]7 K海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    2 y  R) T1 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。
    ; Z( q8 ^7 F1 x6 K  t) _
    ; c# V' y& s' q) ]& x0 e' K3 V: n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。
    $ [: R# @3 V( \8 `8 P' i/ l  Y+ h+ g6 b3 }, h; G5 z: L0 _
    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
    0 ]" W. Y4 a. J! g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。- R6 b4 N# w/ e; v* y; ^4 Q2 ^
    - }) A6 C# k5 F, d! }
    你 ...

    ! C# D+ d1 k: k7 v' @, X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* `5 W& L1 |- K$ [% [  T% Y" S$ ^
    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。 ...
    7 B/ U! r- I4 @+ u, i
    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' ]1 X1 S6 `# ?- u5 s6 o
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    , U3 W$ v7 G% `$ T6 F
    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。
    3 f9 ]: V  m! B# X1 d" ]$ u9 o& w! d2 Y* J& Y5 O
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    $ D. x. D. O) g* T( Y这团队还有B站账号，经常发视频。
    / l2 c. K) T8 ]7 r2 F5 K/ Nhttps://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
    6 K1 O8 p4 `# Q5 u) T7 L这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    0 V  t6 v9 f2 o7 K: q1 l1 H# y2 B' }) R/ j$ 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 ...

    & O* E4 c: \/ g9 `% G% u& i9 }& 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 10:189 j3 h9 @/ x* H) u! 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。
    4 I: J8 |9 m) O; C
      m$ X3 ^# F1 @8 d# ?9 tht ...
    ! s# h7 }! o1 w3 k
    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
    0 I  K2 s! s. L淡化水上用不了吧？

    , _2 \" w5 R( [7 o9 {1 e+ s- J. J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
    * h" ?8 u2 l  P2 q$ |为什么？船上也需要淡水啊？
    ' _$ W/ o* B* J) ?6 \7 Q9 M- G
    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
    - ]/ U0 y, w+ P5 ~9 l9 d吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    , e6 o! J. U; H* d, b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  P* Q- T/ R2 g: u3 k
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    ' m; l& @2 o& \2 ]
    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: p+ a+ d' K) S. G5 a5 i/ E
    为什么？船上也需要淡水啊？
    ! H' l% U( `) ^* r  `

    5 D6 J% K4 O( U9 ]; J: p$ O9 O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。
    ) \6 \" k$ e+ j6 F
    ! u7 v, o% J( Q- [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 u* ?: w( B7 s; Q0 x8 ^3 {
    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 p6 b1 a) v8 p: g
    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。# X2 o8 B+ L) F% G4 `( N6 F
    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
    昨天 14:27

    • 签到天数: 1994 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" c* M+ E# g: j+ b2 q
    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。- V* r8 Y0 |+ G6 Y$ ^: B
    & O7 e. x- \3 A0 ^' @( b+ G
    ht ...

    5 `2 g- {0 s) j% G此处应该@testjhy  老师
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