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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
$ y/ {$ z/ s% U5 }- F4 j+ V  j. ]
6 g( n5 G# ]" J; |1 A  p- \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。
, T5 t) O( |1 d8 u) |, ]5 b6 t$ g9 }2 t+ s- n* o* v
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。5 X' O! {# Y9 I+ Q" t; q4 C% n7 L1 b

( b& v, A* k! K  {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。
8 L0 C! t& ]) w' A: ^' K7 j1 L* n( B0 V
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。- j# i' [4 M# c( Y& R6 q9 V

$ E0 j! l/ j& j5 z" w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。
$ e. h  H2 p, G6 D3 `$ l+ f! K6 B$ N7 B! \" M
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。
1 R7 Q8 I2 {/ J% O% |" f; \, m
, U5 ~/ ^" t) [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。
' v% v$ z& \' f- r1 o0 \9 w+ M+ R& a# J: G
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。
! W% R+ ~/ ~" R& h% r! t! \* X, i; J+ G% {7 ^6 {9 v/ t
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。
  B5 l. |8 h, V( \5 F7 O; v3 M) U* M0 \: \+ G, A
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。4 K) G, Q" `3 P# P+ N, B  Y5 |' M' N
" J- H; R  H1 Z' X# ?! E# u
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。) }/ J) m8 D! v5 t% M
4 V$ A- K9 K& e: C+ 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。  k% o) m& s% x6 w+ ]

% b4 j5 ]" E+ ?9 Q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。: y2 p/ k4 X# U0 }  ^7 T  k0 R

4 A- O' X. o8 p1 `! L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
    回复 支持 反对

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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    2025-12-29 14:41

    • 签到天数: 2969 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。
    8 `0 _5 d* k. W) V4 y
    * H' u$ k: R3 }( y- b/ ~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。
    8 h( \1 W1 C; y: s# y  C. J' o2 @. w
    % X6 K  A- t$ @8 G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

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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 11:19

    • 签到天数: 1473 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 1 |9 M# S9 U+ M
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    / t8 ^( \$ o% d9 W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! M; d6 G- M  E% q9 O& E- L

      i/ ^* M+ T! t6 W( G. {0 b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 ...

      n9 G9 p8 L( m7 D; L7 u9 M5 J- e  \  N* [1 K
    厉害。! M% K$ s1 e* ]5 t8 n! t; A# E

    $ |2 q6 s: t: J7 w: [- I3 n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
    ; @0 e* ]: G/ R7 Z1 m7 U这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。: {+ a9 H# s; R4 v2 A( g8 m/ ^! b0 t0 B
    7 _3 Z/ B& f6 U5 G* ]# 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 ...

    ( F0 ^5 f9 F' }0 Q7 ]- v  j  X+ n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。' m; D0 Z" o( \1 |! F# H2 u  ?
    7 h) v, M' W( K6 o
    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 Y2 k6 [* [, g2 Y' i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 H* g( \. a* c$ D7 l
    : q8 q5 ~# _/ a$ j. U- E$ F8 [
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    6 ?& ~' I* q9 u! x
    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。# u/ ~: l5 D0 f4 q

    % _# R' I# L$ P8 }: {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。
    - v7 L- I+ S, v) P/ H
    ( j- V3 M0 D" L, _7 x; U3 }" e- n0 n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) @4 b) |1 W) ~( 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。1 E6 ]) A* w7 U$ ]$ m
    3 n  E  [' Q) E$ |$ `
    你 ...

    & Q/ F$ d- m8 n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
    ) Z' |" |- d/ C( J7 @( f+ T; V) n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。 ...
    ) X' Z8 Z3 C5 U9 M
    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) x3 F( ^; ~( g$ i
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    / y' J1 q- J+ A5 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。
    . {  _2 X9 ^0 @2 K
    0 Z/ \, T* `) h0 {0 K3 yhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
      x# R- D, C  L+ G$ G" Y, E- v这团队还有B站账号，经常发视频。
    5 S, A: c6 U* P5 Bhttps://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 20:027 j) t" m$ Y: C* D: S& }
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 ^% h* \* F6 e$ Y( m6 G
    ) i0 E. O& }  s/ t7 Q. k8 s- U
    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 ...

    * C# w# H# z+ D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
    ) B9 p( |# p% ^8 g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。
    & u2 }6 {1 R# x
    : V! o% o1 e# n/ ?# G; L% Dht ...
    7 Q/ c  S& Q7 d" P: f0 C
    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 10:327 N" N: h- k' r1 I8 ]& p* s5 I: M
    淡化水上用不了吧？
    3 O, {/ {& e, }1 `4 _/ z3 s6 I
    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
    8 K1 z  K1 z7 f( O3 S0 C) h为什么？船上也需要淡水啊？
    5 j/ l* C2 z3 g9 {
    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! h4 E+ J( D. z) d* R& Y) R5 Y
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    : G9 m$ ^3 `- C
    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; D3 F! i9 c& \$ z4 @9 \
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    3 R8 F$ Z& o0 }6 o+ T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, B8 i  T# f4 J7 \1 h
    为什么？船上也需要淡水啊？
    # T  k7 |$ L" Y* S- y  P

    4 K9 k- }: A! s9 H( R4 d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 m- R- A6 J! U- _9 _* V& P$ Q( u+ G- l" 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 01:44
    $ w; E/ g& X2 G8 \/ p) m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 ...

    6 L- W% d2 _' U# M$ d2 p! Z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。- i3 K1 W. C( e: k  t  W
    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
    4 天前

    • 签到天数: 1965 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
    ' N1 g* i* p" W: w4 ?: c% D7 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。
    " x$ n0 a* m- y1 ~6 ~2 Q" i9 J5 s; M/ F$ _; q- s- Y+ a* j
    ht ...
    ! M! ]5 C* r3 B; a, k0 k
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