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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
) V+ L( h5 {! [' X  M( i7 |& s( N& _9 c* V( ^! U4 V% P# D
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。
8 n4 {3 \5 D) E$ _' g- B* r; F3 `7 G- C) r; |6 q: ^! @
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。8 Z$ I' Y5 q6 [4 P1 T& F( D
. }9 n6 R* d1 |! ^5 p, _7 Z5 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。
& w0 ]! W. ]5 W" ]8 Q( y9 ~6 g1 X& c1 X8 `3 N/ E
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。6 w6 [$ L  }- O! B

0 c! n7 T; \9 K: T7 @" n8 X' t& ?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! Q. Q$ L% r* p3 h) j
; o8 s; ?9 C. g/ ?$ M6 O0 |4 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。
) r& l# M/ J7 C- }3 g
8 v4 Q2 V& p; ]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。
# a, r4 c$ o' r& n# s
" \$ o4 P9 C: o6 u4 v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。
5 @) F9 }! ^. o4 I  t7 Q% w
$ l4 F/ A( F% `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。
1 g# C$ H  T6 o( B  H$ [& j) n1 ~2 y0 T$ z# V& ^
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。; m3 @! V" X- [! `0 L8 r
5 j  x$ _7 p' |8 U( |
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。# x: {' j; D) G$ X1 t

: B# I% f/ _; T1 X) C( u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。4 s6 d" j) V+ G/ h
( ^2 a! i; v! F: u- K% a' 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。* Q% |* x8 m7 y9 R3 h2 l8 r
0 ]/ V$ X' ?0 Q1 D: j* `
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
    回复 支持 反对

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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前

    • 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。
    $ m( |3 O! B+ N  {/ m6 X, K6 @7 R% {3 j( S7 D: {
    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。) a. Z5 a& ^& S

    9 G+ x; u5 w+ l) Q0 |& i/ |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 13:31

    • 签到天数: 1251 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 W6 L/ [4 e. A* e2 `" ]
    水风 发表于 2022-7-28 17:021 v5 S' ?4 g5 Z% u
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。- b# ^: m4 o8 R. F( }( d* S
    6 E. [- D6 k$ E' O8 r) r- n- w
    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 ...
    ) a5 B5 |* \" T* u- C( C

    ' `3 D1 V9 ]/ O/ h5 s% ^8 ^. Q7 R厉害。
      t; k& m1 O( [& W2 P3 U; q7 ~  J" @+ z+ f3 Y
    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* c8 ^+ _9 `  s. n* ?
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  i' p3 C& T" o, y0 X' e
    1 K, h5 q1 F, q/ W3 Q) F9 d' r
    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 ...
    , j  d- |2 W2 O- I: 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 [, o6 }! n* _  e+ c  o( ^- }
    ) z  p3 h$ \: r
    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 }; M% ~/ E! O# ^% ^# r  {0 {
    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。1 U4 E8 P5 U2 [) J9 ?# m& {* e

    ' q/ ~5 l' ]0 T! j. G$ N' t5 |海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    - a: [: `3 R, \4 ?# @0 K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 {- {, M! S) C; I  w0 [$ u7 G& a! @

    % w% g9 `& t+ ~1 k. Z9 [, T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。
    ' Z1 A. Y! X# f8 z+ ?! V1 H& Y
    0 D& q2 L+ V' m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
    & l$ g+ C& z: f$ r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 H/ M# ^% X2 f3 i- @& ^6 L

    7 j+ h  z; U* |8 P你 ...

    3 p" Z0 X3 A, t0 D& e, C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 09:419 B! |/ g, p. y! e5 j7 X3 C  U
    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。 ...
    , w( f. n! \5 J( L* k4 y
    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
    % \5 }: v" n; v) b没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    % Q, h; d; S/ z( g( H9 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。4 S* S# q4 p' g& N: x

    1 p+ r; p( F! Xhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm, m0 y. m1 x' l; u4 X- e
    这团队还有B站账号，经常发视频。4 J$ T& t# J8 b* s& |
    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
    3 `. P# }& `7 H3 M" R9 d4 x2 l这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) K! O2 P: J# v. Z! ~
    5 C7 o) U% K+ _/ P
    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 ...

    ; z& `& Z7 A# R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
    4 |* u) }5 @, }/ {3 {: {$ P. ^% f; 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。9 N  j8 A& h, L. l3 x' R  m

    ; S/ u, L9 ]4 m2 U. wht ...
    ; \, P/ _4 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) F7 q# q3 u: \3 ]$ z; h
    淡化水上用不了吧？

    " Q$ s$ _6 }, Y" y/ c: A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- }5 w. v* N. P
    为什么？船上也需要淡水啊？
    7 B1 N6 W: Y4 Q4 j
    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: 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
    ( Z$ P! ~& @1 Q5 N, ?- s吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    6 k& n0 {$ l% N
    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' a- p" p0 U8 ~5 n
    水蒸气里哪有盐离子啊？
      G, J' i! M3 l. K( Z0 n. m
    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! Y8 a. [2 A7 P+ y  l) H
    为什么？船上也需要淡水啊？

    9 K' i2 @4 ]4 y# `  j8 A0 A4 P+ E5 O8 n
    3 \  W) \5 J; U% e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。
      e% h1 h% ~* t1 Z/ q, H8 \$ \
    " Y; `* s7 m' i$ A. R) w; Z& V, 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 01:449 X3 v$ v1 x; }8 M4 O: R% 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 ...
    & G) h3 \" M! y8 M3 D/ p# q
    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。8 [7 W7 t6 d2 r6 P4 ^# o, a( l. 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
    昨天 10:49

    • 签到天数: 1887 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
    : \, O8 N5 L8 z2 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。
    " t# c6 W9 g: Z9 g$ c% a, W
    & z0 u2 j; h  W1 l$ e9 W7 ~3 ?ht ...

    3 t. N- n# S& f6 k1 f6 [# d9 W3 e此处应该@testjhy  老师
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