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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
) |/ S) |9 B- u. T% P! Z- q% S2 K! Q4 I8 \. C. S4 r
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。
: E9 @9 H( h) `( l7 o
# R8 I" Z1 ]- g9 ]) `5 q( a7 g5 z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。$ f0 V5 z' b! y- d+ u" n) d; V
9 X8 x+ W, h6 a; e' Y- y9 b# S! b
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。. C+ M8 Z3 j% y, j# Q
4 H' u) J- M9 d+ p) \  H
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。. @' s7 i- a: {0 f2 @, P7 Q

2 e' W, Y0 Y% j3 k. H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。1 i" i% s) j0 u7 v0 {

* f) |% O; d. e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。0 l: A( l! g0 Z
! W, ~' \- e: J; r, s6 w
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。) k+ n& ]2 v  i0 E+ Y, g1 X6 Y
3 ?+ F3 Z+ C' O8 j; j
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。
+ X8 o  \4 Y2 ?; c  d5 ^
# i; b, e8 [& k2 \; {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。
; B/ J+ a" C6 p% J
7 h, w9 W2 Q; c* g规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
: `+ w0 y: f9 `
, ?! z2 R$ Y6 Z( R4 D$ {( C在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
: p) U9 t7 l, M+ r2 A' Q3 y6 I* L% I/ 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。
$ B( t6 x# P- S8 o; k' ^! m
9 z. u7 \- H/ t5 b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。) y+ J$ ]7 n2 Z: {, J
6 X% _* `1 o7 D9 J: z, u/ v
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
    14 小时前

    • 签到天数: 3030 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。( }# L6 d( A; N4 b- k- {

    1 O$ c* ?! X; i) e( T) m$ O2 s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。$ W, G. n5 j( J! L; Y4 u

    / m: \  F7 J1 ^4 ?( D; D' 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

    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
    2 小时前

    • 签到天数: 1561 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
    ' U( ~- }* T1 h  j$ C
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    * E" f6 F$ b& d+ x5 \8 J( ?/ L3 A) ]这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) X, m& [' ~& d, Q' b6 B

    # F# l. U4 c. ]1 ~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 ...

    * R( a7 G/ ?/ [+ k% m
    + ~% ~7 Q" Y; J$ S4 T2 s7 v: I厉害。
    7 \2 V5 S* {) i( [6 P# _  O
    " e6 j3 `9 S: A! M1 v2 K8 p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
    ! \$ `; Q. p' V: M- h& V) J这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( p6 G8 H- n5 j6 |/ Q* @! h* S4 o, c" x- @) l8 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 ...
    - @0 g2 l1 F4 u5 y! j, P% n. l
    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。
    & W$ w5 z6 T# Y8 M% L7 s3 C) X# x9 n) M, e3 Y9 N+ t+ L! u
    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' v. {$ L7 Z0 P/ 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。9 h1 L9 D3 {  ]; _) m8 F$ k) U( W% ~

    0 S2 ^: t  ^; t海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    * [; k% e) W; Y; j
    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。4 l' U, F/ c9 K2 @) x  K3 Y3 V9 I% h
    , E3 {! D1 q5 C8 e' Y
    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。
    * O3 O+ N9 e4 X% k- ]* K  I& z4 h' ]+ }+ A6 U
    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
    * P; _6 }: T' a6 q( 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。
    . _0 P4 l4 y7 f2 ^
    % e# i2 |8 [% }! p' \1 h& n你 ...
    5 k5 b' T9 E. 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" t. v& H) D2 |
    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 O9 Y9 K  N, c8 _, Q5 `; [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
      Y2 c) {3 E) o% U& @! g没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    " i* e! O. e% x8 H& O  b& V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 @: N# `" Y4 f$ N; q
    2 O0 ^1 a, V4 f" l- N# c; hhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ( N* W& F9 D6 A9 d' b7 B这团队还有B站账号，经常发视频。
    * m0 ]. E. F: }7 S  w5 Zhttps://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
    , h& I0 E' w% q这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。* e% Z4 i% d6 g& b
    5 g0 j# s6 q3 ?) R/ P" 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 ...

    ( o  K3 ~9 \, |- C; M- 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 10:186 P. `: p4 z: n" g7 C0 G- I
    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。/ e) Z: q5 }3 l* x* w3 e

    : s# k; \+ K6 x3 B  @* Hht ...
    7 N: i. ?1 z9 g4 _4 N7 \
    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
    5 V  ]: {2 Y  B+ ^2 x' m, o淡化水上用不了吧？
    6 k1 G8 F; B: @8 k; I  D
    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 12:453 f0 x# e6 ?: e# p! I
    为什么？船上也需要淡水啊？

    8 o, D- e7 W, a/ P" K) B2 A/ Z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

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    [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
    3 Q( m* X4 V1 Z0 k) Z7 {  z吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    $ X6 O/ z7 `' B; 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
    ( t7 i% Z# g0 u/ E# r7 `' w1 |水蒸气里哪有盐离子啊？
    6 m) b2 D9 t! j4 }' T$ x7 a" C
    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 11:457 q( k( f# {0 ~$ B) V
    为什么？船上也需要淡水啊？

    9 Y* j# E" r% `1 K9 F; S; \$ k. k3 R1 N: G' U' ^2 N
    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。
    : |. C( ]" K7 t
    $ {3 }! ]7 ~. c4 O6 z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
    ! _/ a) ?; E) s7 I( @* L9 \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 ...

    5 Y* c# h$ g& H8 t% R$ \2 W5 [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 Q3 r( j6 H" A6 m# g5 {
    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 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! G0 {' _. b  R7 t
    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。7 @/ \, ^9 H( t8 ^+ t
    3 N/ m3 I' V+ L! f
    ht ...
    3 x5 V8 G3 v* S( R9 G
    此处应该@testjhy  老师
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