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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
$ r6 A/ d2 n" w0 f  x: K/ ]1 N
1 V, ~$ N- e" u3 |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。
( S7 P* U8 G  U
1 b3 E0 y3 ^& F7 \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。
( j, ]. l7 z0 [: M: h# M& r) ]7 q3 s) 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。
  r- d# |0 l; d
2 |0 V* t% i3 J/ w1 M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。3 G, Q$ b4 a, F+ O* v& t: Q) |
# p' s" z7 b4 S4 d; V
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。
+ Q) P  u* A: Z4 }% x6 \* U# C- K1 S
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。( m' d: C+ B5 n- L7 w1 H! ?

  ~- k4 A8 R$ E; U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。4 L/ y- F8 k; [( {

- \' j% e. h" X9 j) E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。
9 Y* s  ?! N3 ?! K' e& {" L7 c$ X
) J* L& ~+ @. I9 e; E/ ?/ k1 o& Z' V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。8 K/ X9 S2 @! d( l
. o! f: U. a' R+ |5 C
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。+ l! n. [+ Y  i

9 x$ d5 J& q0 D' V在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
- Y  l$ `) F- b2 a: ~
' c$ B, X3 N" v& o2 v' K6 V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。% ^. C* h4 g$ p9 }9 i9 p* l
! f3 m! ]. s* z
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。
* X$ F, c" X1 E3 d( U; y! t5 y# S  r0 _
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
    7 天前

    • 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
    前天 07:59

    • 签到天数: 2915 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。
    / V1 ]( i& X9 p* S; I5 X
    ; Z: h9 c6 R) f' 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。
    . S2 M2 ^  T: O3 [' |, Y' x4 F: i+ W7 `7 |; d8 d
    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
    11 小时前

    • 签到天数: 1068 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 " ^  i# `2 e" @) t2 x, s( `& _- `1 i( C
    水风 发表于 2022-7-28 17:028 }  e3 \% _2 M' h% o( Z0 Q
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。( V+ F+ W& M2 B  E. k, p

    8 m# O9 Z; F& w7 M  h# L: l! X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 ...
    3 u7 `1 F3 E. D: g# G) t, I3 Y0 f

    ; N: B/ U* k, a' }- G厉害。
    ( e( F: {; F$ z+ ~  @  ~  B7 C. g: Q$ Y7 b
    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 19:020 O# L- M. U1 j8 C
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ h8 q3 k8 `  B
    $ y( U% X! U9 T/ n$ 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 ...

    # G5 `' \+ i% r7 V* R+ o5 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。
    ! Z1 n* ~$ I& {- g& \- J" Y6 f6 k( w$ y! N  [
    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- o' N5 ]' T0 T! }9 E6 F
    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。. [' U- w' [3 {- x8 C
    ; ]; s7 F, O. ~7 u
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    9 }2 P& `+ Z: n& j( y2 d5 u
    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。& h0 T5 ^) p! g

    5 a9 z5 H* i0 e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。
    1 S# h* E& |8 F
    2 X& x, W- d1 {, h3 ?% v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
    & y% Y! P( I9 E* T5 |. u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。) B( A! y; n7 _+ F

    7 @4 i. N# v2 ]5 D你 ...
    5 M! A; l' x$ o2 b, q+ y0 m& S
    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
    9 ^; u) q& x+ R6 R/ s8 e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。 ...

    2 K& V+ |8 d$ Q* q7 c8 N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
    ) [) T3 P6 U9 E; `. H% m1 c" p) A没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    5 D7 u. Z7 W: a2 u
    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。
    5 ~) G) p8 f' x- I6 |
    ; J4 S3 j4 M% G' {$ C3 Phttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    " X3 ]/ @; }" K7 Q8 Q0 X( A3 P/ D8 n这团队还有B站账号，经常发视频。* c: o$ ~" y2 k* s4 a7 b5 b7 l
    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$ [& M/ h  K, s" |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    + @8 s  J$ _6 t4 S# w
    & v, k7 Q3 U6 y* t6 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 ...
    2 q$ x9 T  I5 h$ M# F: [1 X
    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
    9 @9 g+ _% `5 n5 j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。
    ' R0 r2 |, V# V" l3 V' l# W& t  x+ m7 M* m
    ht ...

      m/ X2 ~4 s+ k  L$ B$ p, k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 10:329 R. o( l" |1 k
    淡化水上用不了吧？

    ( ~$ @$ E$ J, @5 |) x+ {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
    ; o6 l, e% n# Z; a" F' u0 H为什么？船上也需要淡水啊？
    % }- y+ @# P3 q# Q$ L' I" v
    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
    8 G: K, e1 C/ E' u* n吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    . a) J% \# X  X  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
    % V) X  Y8 j$ b/ x" Z水蒸气里哪有盐离子啊？

    % n; y- n7 n2 X; n0 |0 L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 Y  J- t4 N  y# ^0 N- E+ T
    为什么？船上也需要淡水啊？

    8 }3 ]; [1 j9 f8 h4 s; i0 S4 a" t- k1 P
    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。
    4 b0 @. w) v3 V* C2 a5 J8 G
    7 w- D" @1 w1 r  m$ k. G% b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! f3 J, x$ l3 m2 g, Y. q5 L# r
    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 B, `1 m; l7 H0 B; b2 B3 R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。* ?, o% n% [4 i! o# j3 a  u9 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
    昨天 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
    8 x6 M; L& i# i& V; t+ R- W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 J0 T* R) J) O. S% d

    * g9 I2 n/ E, |) w, yht ...

    . I- z9 X3 [- @此处应该@testjhy  老师
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