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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 ; a3 x$ K) K) d  D. h9 m. i. z

: x) q. e5 p. I4 K0 e1 I9 @2 Q8 H( b) H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 a5 k5 y/ {5 N3 ^8 t" \- Q  j$ y( A! h+ ~) {: B
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。6 x3 U/ F+ b6 E# k4 d+ ~
: Q$ r$ O$ T1 ^
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。4 U3 H1 k+ Y; v4 J/ d4 ?

) J- x: S9 m+ b4 O+ d+ l* z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。7 f% _  p7 Z7 W
/ K; [  q- G8 U+ S0 i- S- z0 b
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 R. n6 _  u: ?, r5 F
! `) a0 d6 c. J2 f$ l2 i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。, g  h4 a7 \8 K; A9 |/ w0 j) V
' ?5 H5 p- s) t5 [
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。, {& e6 t1 H5 B

6 \4 z3 g" K+ U2 P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/ P+ g4 r! o9 b- E0 P) S/ x+ T3 {2 L+ H6 e( U
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 ?5 p# u0 ~6 D8 o2 J& L4 o9 g+ u

' s3 ^5 D7 u" n4 `  B4 \规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
- a; }8 R- P1 A  ?% E) G
  {( [- w% _1 O5 q7 q6 ]1 z在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。7 S/ M9 f9 N8 N$ l5 l9 [( ^

+ h, C" G* H4 v6 ?5 O& 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。. v) @$ |; f3 {

: K+ _, O: }1 K1 \9 q$ 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。- {( E' M+ W6 d, n- e0 C
- Z6 Z3 ^) \# o0 Z: k
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
    2 小时前

    • 签到天数: 2964 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。7 S) b7 C* A8 }0 m! J  O$ b. l
    , N' @( E  g5 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。( z- }4 V& a3 q, h' `
    : F2 f6 h6 a8 i2 p) ?
    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
    9 小时前

    • 签到天数: 1247 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 ! d- y4 V, I3 J5 W" Z3 E  k( t
    水风 发表于 2022-7-28 17:024 i- q6 h( H* g8 U7 H0 j/ T" q2 l
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ) J1 I  K+ }: O" Q2 v
    $ D- \! ]# A) T0 e4 f8 J( E+ z  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 ...
    7 e; p; ^% c7 o# Y6 _( D5 |
    9 n$ G, I/ J; ^# g1 a3 f. v; `: W
    厉害。0 G+ b- v, g% G' a5 X

    2 Y* a. x) }, h4 _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" t0 v. a# b1 n4 j5 \
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 L5 _: G3 L9 j. o" [  C9 V% T" z: x8 v" P1 @/ V0 F( l8 C2 N
    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 ...

    ) ~7 K+ a7 T4 U5 D' m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。  |) ?# O, v: K$ q- n

    ( y. k% X$ v9 i5 t4 J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 10:355 n/ `" q: v2 C; h
    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。. t0 y8 R3 }' i/ I7 S. x$ o% a; c
    ! \6 g* w' `. x5 [, o" b* v' `
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    : {7 m; }1 E8 V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 ?+ o1 b( F9 c9 [# j' n9 m  u, R. f, |# F: E" 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。
    5 g$ Q- F) q6 T
    % P, R+ C. R$ e, x, \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, V$ v; k4 u- Y
    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 B) B+ S! `! M8 B( h
    5 `2 n; B1 |+ o0 S' j
    你 ...
    3 A9 t- Z! P% p  i& o
    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 09:414 ?% ~% [* P' O
    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。 ...

    5 p6 N) x7 }5 O8 F/ V; d4 E: v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/ j* N, K1 O$ g. A+ D5 s
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    , \! @0 D  I+ Q4 {
    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。+ z1 p9 u- q$ B" V% H7 r7 |4 X

    8 @' k6 Z! V6 a! ^2 t/ yhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    # y1 J5 i$ p1 ^9 o; Y% N9 c  R) _这团队还有B站账号，经常发视频。
    * A7 w+ [$ v! y0 c; `# B; s) j+ ?/ Xhttps://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
    : S! H- ^( h# R& j! I这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 V4 [. T/ w& a8 n& n: N0 x6 u4 A, {9 B; 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 ...

    $ ?4 h" ^9 y7 n  M$ ?5 C( {. J9 m' _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# ]7 a9 g/ c) v0 [, R3 k! A
    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。& |- x5 e7 e; b6 Y
    ; s0 k7 u9 a5 M
    ht ...
    ; y5 W- B/ ^1 h" Z1 _* _
    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- k8 f: J" H- n- k; Z
    淡化水上用不了吧？

    ' [! l- F% m  |- C1 G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
      q! p) g2 z1 s3 b+ y为什么？船上也需要淡水啊？
    ! L# W4 r1 e# [/ @. ^# 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
    4 天前

    • 签到天数: 787 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
    ' o" q5 F; v/ E8 ^吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    ) h) f  ~7 E% y$ M! e0 A% a" U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" S) S8 u( l' R! ~2 W
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    , f  D7 T0 o) z
    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 ^( ?, R  `& F" V5 J% O为什么？船上也需要淡水啊？
    8 F4 P3 s/ H( L# R8 S& g
    " D& F% q' v/ z$ c4 P4 l
    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。2 t' f2 U9 Y" W0 k6 ]6 d9 k- ?

    # J- z5 e( f  v. \0 ^  K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$ u6 W! [& \1 N9 f2 A; u0 o
    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 ...
    $ ]  }* O# y& ?; X' M. _
    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。
    # R, }9 G' Q/ Y4 N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
    2 小时前

    • 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
    & ]1 J% |$ P; W- e( {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。- J* V3 c- a. u, X1 q7 i

    + z6 t* ~1 j& ^! C  k' b8 Fht ...

    ; w& O6 k  B* Q$ v此处应该@testjhy  老师
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