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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
 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 . U8 E- Z0 g' Q& }% v
6 l/ \' g; M8 A
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。
! d* H* Y+ c( `) }* Z
- d7 ?: h$ l8 B/ ]: k6 m7 W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。
! C1 {) p" m, B" l5 E
  h! @; [" c1 P0 ^8 O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。) j9 I) {2 U- \/ ?: I. L: V

( o; R- e3 o4 N3 Z: A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。& ?! x6 A: t, `1 \/ h. a
, A4 m5 G6 e* \3 I+ u  q* {
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。
# n% g" q% o1 C, ]( a9 L1 L
8 {& J! Q! |% A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。
, C3 P$ Z- F% m7 U- ~
  i+ w7 `* p( s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。
: b, G4 U  u1 K  M6 c3 `* H" O% c
- Z# B# i8 s6 g; l8 }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。& ~; V! I: t2 U8 r; W& p$ E
, j2 G6 @  }2 _4 p+ u7 c6 t; e
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。
+ i. H- m7 q4 A( G1 j" n0 ]1 s7 l8 l& a: t3 Y5 l
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。2 U' i; I* t  {- Y: N  J

: p. ?! ~$ a9 E; K在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
/ ~! t- w, M6 U) h( A8 [1 }: I& m3 u: E+ }! w
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。
; E) {& J$ r; G+ h8 [# }6 A
, L- T/ Q* t7 ~2 v, @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。
. M  [% H8 ?9 o- d) C% {
/ N( S# o5 @" K6 `  \; f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 09:30

    • 签到天数: 2916 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。, M0 n* f+ L- U: ]$ k$ ^" f
    & v* T2 u1 v6 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。) w0 n% f: t: o! q, r
      ^+ K* W, @1 ~4 y" 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
    3 小时前

    • 签到天数: 1074 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 ( R4 F% ~8 r0 V1 `2 C) B' F
    水风 发表于 2022-7-28 17:02! U3 M" }( a, L3 v0 x$ O2 b
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. [' R8 s! }& H9 A; z/ Y  a
    3 y! v/ r" z" |0 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 ...
    " c7 ?/ ?. j& ?/ U) T
    " }8 Q2 G1 e- g
    厉害。7 O- _  j, \& J! q- K

    - Q% s! Z6 B2 |; c" q+ x: ~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
    6 \' I, q3 z6 t+ z" G( o这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% }" L  A/ ?5 n7 \
    ( g+ ?: g" z6 @9 a
    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 y7 s' X' o; ~# O& P% j% `# J7 {
    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# P( E, b! J" [' g* Y& }) G7 F
    6 ?5 V7 v9 q, m4 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 10:35; q' J9 [9 \9 b" Y7 v) 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。
    # J) l# y9 a1 l7 [8 m
    1 U$ I' E7 j: m$ Q+ |海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    2 s% m% m& Q: T+ ^: @
    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 v% u3 x4 k7 `  U; p3 r
    % @, f3 }4 M  J% C
    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。
    : C9 R9 g4 c3 n6 F
    ; E( E" ^4 Y; M1 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. @3 F0 w* A4 C: h& l- `' ]
    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。' k+ R; q, B1 G, U

    ' b; h  L8 H6 c, P4 G! I: h1 d你 ...

    - A+ t$ s4 }+ |- t# `4 v  v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
    ! A  b8 T: _% `9 z& _0 _# ^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。 ...

    * f/ C  }# u/ `. q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
    + n. y* ^/ {& Z2 h# j' V没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ) c& J7 M) d8 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。
    # l1 x8 M8 A3 P3 ]2 g
    ( ~! N  w" }( h9 W  n, khttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    2 e' e8 b: T) @- b5 x+ x这团队还有B站账号，经常发视频。
    + {4 [7 k* i/ {, r" z/ @; e3 yhttps://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
    ' ]8 n2 S$ ~. {9 e" D3 Z4 Z0 @1 R这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。- \0 U9 x. @8 B0 h% x' A( h
    # y+ y2 m% E3 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 ...
    * d% n6 z8 N, g3 }4 `! I
    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
    . W' e) ^: ?0 t% d/ r; E2 ]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。9 Z( F: \2 c: @: b4 D; p$ L2 U% t

    4 _1 u! b9 {+ ]ht ...
    , d! t5 h" |% k4 w1 S) [! k3 u1 @
    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 10:326 Q% m) U* {, g  @" J5 j2 D. l2 l
    淡化水上用不了吧？

    - H+ l  U& N" P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
    4 z- B) ?1 V: D% \% v6 ^4 W为什么？船上也需要淡水啊？

    , x. M+ _( A6 t3 Y- C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
    2024-11-1 02:25

    • 签到天数: 715 天

    [LV.9]渡劫
    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
    2 e4 \8 g/ A: _! n4 E吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    " c- m  b( h0 g0 j  Y2 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
    9 r8 m. H1 F' V3 r9 ~水蒸气里哪有盐离子啊？

    1 ~. o8 q9 K% R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 11:455 ~9 C2 c6 K0 ?- [+ R" b
    为什么？船上也需要淡水啊？

    / c; d% @4 f$ ~% L. |# u
    # \% V5 Z* `0 w- h. j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。9 T5 s& _1 @' }7 D

    0 t* w' v9 ^1 ^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# H% [5 L4 ~) d# s
    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* B9 {9 E0 N9 l7 v4 O. C
    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* \" U3 B9 C$ d7 a# K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
    2024-11-15 08:53

    • 签到天数: 1849 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) B: x6 ], s1 i1 }3 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。  H+ Z( ]6 u! W9 y+ p# J. ~  w
    # t9 X% W8 a% z, b
    ht ...

    : V; O; w( }/ X5 [9 V0 N$ Z此处应该@testjhy  老师
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