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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 + c/ j" j' J8 L) h# s, d$ X4 S

1 @& o+ K3 ]3 u/ O& g4 ?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。! H. @% `$ D) B, M" |% R; g
( e1 R. ^( ^" w) ?# I3 C# 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。
) c; r) w/ V9 c" L9 Z4 o: b1 G- J) N5 v  ^, V
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。
3 I' _9 h% b9 V. V1 Z  z" A. A3 q8 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 |7 W3 D8 x  Y  @3 g3 y9 }" d( F1 ~5 k1 y8 g, [7 [
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。) `, E5 x  H% b
) \' b$ b$ L) ?5 `* l
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。6 n; ^( w2 v9 [; t1 X/ Q. Y& d
2 ?8 z  \- d3 X# w: n% @! E+ Y
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。
. s1 ]8 U2 O  p2 \# g/ X7 v* N4 r8 y, N: x7 q; 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。
  @$ y8 J( T, J1 r) c' Y! f
/ h( a7 e7 T. O, M8 i) h! Y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。' J9 d: I* ^8 |" ^  s7 c
2 K- B9 a+ B; v) c7 G5 v8 g
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。5 ?% `4 H2 ?+ N2 p) t: s

4 X1 C* S  e. f) C1 ~* q! x$ z在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
& D) M% L1 u. m* g5 @: P: ?  `! d: h9 t. n
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。1 U9 A. B5 ?' j1 i6 A

" h8 A( @  j- C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。, J! j% p  f. m, s& ?

+ d/ ^8 ~  M; f0 N6 Y. J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
    前天 10:03

    • 签到天数: 2939 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。9 Y3 T" k' T% T+ H4 m0 B- {9 \1 K8 ?

    ) @) `% B2 A8 o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 ?! c$ K- i" N* {7 Q% P
    - A9 p% l$ D6 V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 07:41

    • 签到天数: 1208 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
    : z' U& ^( U+ [$ V
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
      v( a2 R/ C; v' U这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 K! E% D3 l: o# w$ y$ s

    0 k* \7 M. c5 _( ]3 o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 L8 |- |3 `7 u) Z
    3 V9 d: s5 C" Y+ O' }+ u厉害。+ L" D' N+ ^; z) ^+ Q7 o
    . K$ n  F* n, }" H2 t2 ?: m
    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
    $ N/ R0 x; u* V( w+ }2 {这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 O9 V# ]( g  k; |* C9 c

    ; W" i" \" F' v, E9 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 ...

    8 \5 Q5 Z4 ]) z7 S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 N2 c% p( t' X6 J
    # |! T% s* p3 |7 G, G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
      d$ ]3 @" A9 F8 r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。" }* P, ~+ H# w! o) }) M+ F

    ) E% y9 M# d0 O: v  ~4 n海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    ; e+ f, }. ^2 C6 {. L4 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。
    / x( k* o* W7 W) j' R/ M& `0 I0 i  c% j$ \2 o/ k5 I, D
    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。  b" B. Y2 K" p: {- c: G+ O( Y
    1 \' \1 I/ G! W
    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$ _+ o. q% w1 H  x7 i$ `
    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。8 y- U' K7 v' O4 V5 l( h: f! m

    - \' Q# X% I3 E/ ~% w& m# u6 {$ B你 ...

    # Q( {" R+ Y+ y9 w' \0 X6 D5 ^- ?3 Y; h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( w# n' B1 a0 p' y
    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。 ...

    7 ?/ P( Y3 G1 X1 p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
    ; s" Q* n2 p% a" s; w没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    8 b) Z' N% ]3 I) t" }7 Z% ^% f( P  n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。
    " O" H+ W: A3 g( j' X* u1 z$ Q- f/ ?4 u4 I- u) F
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ; m9 R$ r, G& I' ~! `这团队还有B站账号，经常发视频。( S0 c$ r0 q  ^  Y
    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
    9 {, q! u+ X4 Z% x: z' x- t9 u2 j这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。' j3 @3 |; m8 D1 S1 S5 ~5 W7 Y

    - q6 t1 L, M; t8 ]6 P7 Y( I; m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 ]6 m  ]7 O2 s3 m6 Y# `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 10:184 L1 u! {8 L6 r1 B' T3 t
    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。# @$ F7 U& a; X: _4 S4 }/ m; @3 \1 [9 d
    & T# v* i, N8 ]- t# e+ B8 v
    ht ...
    0 M1 k8 O! I" \* ]$ {# }: \& j" U
    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% f% O6 p$ f, U3 n/ `. z" R# H
    淡化水上用不了吧？

    - l! W" @7 P) c( V0 W9 j$ r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
    9 g% R; Y1 v7 q. E. }- d9 X2 O* J2 o: T/ F为什么？船上也需要淡水啊？
    . s$ W: k' z8 ?% t1 }
    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
    昨天 22:56

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    [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
    ( u% Y9 e1 q) a: H# n- @3 j吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    - {- ]( \! `$ g. z: p
    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

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    [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% k9 e/ t, X" A
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    3 _, k0 m0 m' J2 ?1 N4 V. V# \$ ~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
    / v1 d6 d! l) {  c7 f为什么？船上也需要淡水啊？

    * e6 q0 L. f$ O7 J5 T
    ) i* @9 R5 y  I: G: S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。
    ( t" @9 A! d- m6 z
    0 C  `& K; Q: t. \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
    1 G1 q5 y3 `  V' ?6 o0 N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 ...
    " L. j6 a& c) [9 V% C# X4 Y; 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。6 s+ k) m% }* s) F! R: ^
    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
    2025-4-11 09:08

    • 签到天数: 1876 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  I# S1 N2 e! \- b6 u( O4 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。
    % O7 ?& Y. ~7 V- z- B. a  x' Z
    * K' t9 l. S. ?& F) Xht ...
    / D$ x* L2 A/ M3 l! w2 B5 ]
    此处应该@testjhy  老师
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