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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 8 x" K! o* |4 w+ }* h/ f5 r2 A

: P% i3 U' h" s% e6 i+ e- K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。
2 w& [1 h3 r/ g0 e* A. f+ q( a$ _2 y0 N5 D* X! s8 v' v; 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。0 j) ]" t2 d$ V% S3 `9 z

% |/ Z3 S; ?% w  `) I" }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。
$ U5 P, [  n; z% _. R# p6 E8 L" L. F5 a- n2 }: T. c/ ~
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。
8 l* }/ o1 m" B# F" ?) s
- U- @! m! 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。
$ c# F# x+ `2 |- B8 w
) n2 ]  }9 [) x" v; |5 N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. g0 V7 |) v+ ^; a$ m
* W, P" Q# J0 Q% y0 X& h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。
% F0 e5 r- U( j0 ~
" g& l$ h  }' v# ?6 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。9 T  F9 ~; S8 p# [
' k" B" n  C6 V8 [3 M
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。
3 G* V/ L* d( A- H
% b& F0 k' ]8 c9 t7 o7 x* u; u0 N2 C+ ]规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
8 @! I6 _# X, G) R. v& b* J# o+ _6 v# M; j
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。- l, J$ e2 ?# ?) M

! r/ \  c7 s9 {9 G# R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。
7 H; r6 v+ f: }4 M8 L( b
& e0 v. d8 U! f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。
- H7 c9 ~* r9 ^/ P0 Y. n: C
* [9 y9 F% t8 e1 n7 l0 m; Z2 S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
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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
    28 分钟前

    • 签到天数: 2966 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。3 P) ~9 \7 u# A/ J: p7 z, C2 |

    / R9 _$ b- {- @- 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。
    , \4 C/ K$ a+ x9 c( G) v3 v% X% L7 D. u9 E. C6 E( O9 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。

    点评

    给力: 5.0 +1: 5.0
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    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
    5 小时前

    • 签到天数: 1249 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 # q% D- I" V# }3 G9 i
    水风 发表于 2022-7-28 17:02( i) R  |& G/ r" C5 f- ^( w; m+ `
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # c. f7 e, ^9 ]) M% G+ ~* E* [
    4 S7 Q/ l1 N5 Q( H( c5 t7 |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 ...

    : ?/ g4 Q4 |* E# N3 V/ `- p" ~4 E/ J+ U0 X) t
    厉害。9 T( P% |% l+ D$ _# a

    $ l8 M- P, T1 |8 C: A+ k/ F6 a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* S, d: Y; E1 C% i8 H
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 [5 V' d* S6 W7 k. H

    / K/ B; v5 _( E0 ]& 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 ...

    - q: x! w. \. ?& 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。- _# _5 q6 Z; O# J; L$ i
    # W! [; R% K  U" ?: R7 P# G
    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
    0 J$ w* g" N  d+ r$ 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。
      d! F+ Q" q3 j$ l7 |/ V; y- n" u8 D0 y. N# {6 y/ c( r
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    * g& T8 c' x3 D* x) z6 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。7 t: a& R& v8 x3 l5 s4 c4 p- v
    ; B; w1 ?" K. l! Y2 g1 E) ?$ m
    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。
    5 W; ?/ c, Z  Q% u8 s' U$ x1 M- Q! T& z' \
    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
    . c9 a9 j- c; n0 P9 z. |; M/ b: R$ 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。; l! I- r( `! I+ ~
      e+ x( z6 j, m; V7 N
    你 ...

    ) L  y3 ?$ r0 [/ E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* ]& q4 r& @8 y* r9 @6 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。 ...
    * ^0 ?2 M5 @/ [) @) t
    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 01:138 Q$ N8 o3 k; e& q: D
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ; L6 R2 D# V+ b1 \6 L4 d1 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。
    . ?! J1 u5 }: A# f- b
    & J! J7 E5 }* P/ i& x9 b5 Yhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 M4 [1 h3 ]; j: P3 V
    这团队还有B站账号，经常发视频。" n$ k4 A* S" ~* v" M
    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
    4 M; ]7 ?* k) F: _这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。* L7 f, z& j: y5 E. A: M" k

    7 m0 v4 {6 F9 f3 D$ z0 i0 h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 ...
    - W# w  m% c1 {4 h& a! S  I, W$ `
    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* c$ Z5 W& o1 ?, Y9 \6 b
    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。
    1 }/ q1 W9 t3 R: _/ V
    1 Y; L- H1 p5 j- U8 p- x9 q/ Bht ...

    ' V) U" q6 ]" F: 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
    * q5 e5 `2 k! N" i7 [8 O/ r淡化水上用不了吧？

    9 \3 f; }7 Q0 H+ ]) f* 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. V  s' p! N5 w. `% p# h
    为什么？船上也需要淡水啊？
    ; k, j4 q* J* k/ j2 w
    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 02:42

    • 签到天数: 789 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
    4 C* M3 O2 A6 s: S吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    & `6 c# K! n' n2 x" d* 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

    • 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% P2 ?% l' F9 c% Y
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    * h0 B3 t4 Q. _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
    7 r! ]+ k$ a3 @$ B6 x为什么？船上也需要淡水啊？
    * n- a) [% U8 h  t- i, @

    $ S3 o$ Y2 n6 N* u) ~- Y- ^8 B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 \1 ]- S4 F! t0 O
    0 u  ]9 X* ~& u( ~6 ]1 R7 q! 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' k1 n9 P% M- Q- x& }
    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 ...

    3 j- ?1 @/ Y2 x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。  w! D( p9 [( ]/ h4 u" 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
    3 天前

    • 签到天数: 1885 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
    3 Z$ ~% @4 x2 G( B: p9 N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。. I1 v8 }" w* s; V, K8 j
    5 V: m+ m( A  |$ v; N
    ht ...

    ( v. k7 s3 W+ C  v0 z! m2 y此处应该@testjhy  老师
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