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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 ; a  c8 h' c: a! |4 l1 S0 z+ ^
/ M" f! U  ]4 ]% L
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。5 A6 Y2 J4 {6 y+ i- d1 r6 ?
3 a* `3 q; ^8 J- `" z$ p
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。  T5 ]2 \1 Q2 V4 j9 N3 F- v

* x" Z; N9 I% }% v4 u5 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。
" d+ W8 a7 U) S1 X& s& v4 ^6 \/ _5 ?" G6 O
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。
/ O( [  m) g1 L+ t7 U, Y& B9 {+ [* }7 n% s+ x
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。7 e1 S0 R4 N6 D
" j0 C1 l# r1 i& Z8 }8 Z, f6 U( t! B, g
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。( q7 R( J' T8 i# X- t: L

. u. C+ a$ d. a2 G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。
! x( M" G* g0 }. ^2 F" X+ v
7 E! L$ c8 t5 r) L! u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。
6 a" n- B4 {2 o% {3 {% C9 M) a5 a, z3 m* 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。4 v0 G& \4 b) g2 Y2 ]
8 |1 v" K% y: Z. }0 t8 K
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。& v5 x- _$ b$ f) Z& u1 F

4 X7 F& f# k/ @1 b在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
! f2 H0 j5 `' w& ?3 u2 N  ?9 t* ^' D9 \/ p9 s% m6 a. g8 F2 t
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。5 V* l4 {. K& x, O. j# R5 Y; f

$ U" H3 P. n, v. z/ X( \. c( w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。7 @9 S; {  q, N0 t

5 U/ w1 T- s. R8 X9 p+ H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
    18 小时前

    • 签到天数: 3077 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。' D. W, H+ t7 @2 W# Z! g
    $ q' P1 r% L0 _) y2 |8 i* ^5 z
    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。$ Q, M4 w: u, R1 H) R' k
    4 k- P' a8 r) J0 o
    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
    18 分钟前

    • 签到天数: 1612 天

    [LV.Master]无

    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 / h" B6 }) b: W- N9 I0 k
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    * P" G, q/ f* d. y; L5 _7 l6 S; q! \这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    + f0 ^/ p% _8 \- M& ~; U- m! w) P; Z8 g7 i, F3 o( U: [- N
    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 ...

    ( M$ u" L2 R) K2 V2 W1 e5 d; k+ i9 t/ C+ b  h* ?. b" Q
    厉害。- f8 a+ t+ _9 x' z! S6 g

    + j' R4 [/ j7 c7 f% R4 k7 Z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 k. m- L' L& o# g9 d8 N8 a/ S& W
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - u! ~+ g/ |9 y' E  I/ `5 A( _: f, Z5 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 ...

    ) S5 K' x* t8 S+ 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。' o9 a) F2 D8 T: ?3 }# ?
    - x# z$ ]( e; x, H4 v5 C
    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
    & T1 y. \& j, i1 E/ O8 v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。
    ) j5 a- a; Y, ]+ V+ n, c% j. Q' Q) G& ?9 x: o/ U$ C
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    6 }5 Y9 A3 O; S/ S
    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。3 {' [; G# z; }- _+ G
    , b% I8 o8 Q% H' b5 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。0 D" L' L1 T  @5 g7 G
      N. _% X7 U' B1 v$ d# ]8 k
    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 15:501 ?* _4 U8 y9 l1 l8 ?
    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。
    & p( |" j) U" ^# H; q  {# ^2 [; S4 r2 {( v  b# t7 `$ ~; G+ Y
    你 ...
    * `, B3 s. E& e: o1 I, t7 Y' ~
    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 09:410 D* `, x1 A: 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。 ...

    6 k( [6 P  T& M. @: N. V& Y' T& K$ ?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
    , `7 s! ~' @" |没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    1 v6 |/ t# h7 H4 J5 ?- m3 w1 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。
    / k8 y; l& n8 v9 ]/ o
    3 C+ ], m  G9 I8 S; _1 Khttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
      y2 [3 x7 ?1 e' @这团队还有B站账号，经常发视频。0 K8 o# r/ y; r# u4 J
    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# P+ X& Q6 h5 I+ x
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , m8 Y$ j3 |; q6 o$ ^* L- g1 w) A2 A' G- J  ^" E" [/ 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 ...
    8 y' }, L  g2 j8 f& C0 K
    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
    & x8 e. B* R. 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。
    ' N& F$ J  o9 z+ q- C2 ^( r+ h# d: K# N
    ht ...
    . P0 w4 h9 K4 r6 v. a1 R# H
    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 M9 Q! V- a8 p8 I+ {
    淡化水上用不了吧？
    $ T8 g7 ~7 p; {) n3 O0 ]' 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
    + R+ a+ r2 _$ B1 @+ k- F! v' j. v为什么？船上也需要淡水啊？
    8 f1 B. _2 C) z7 O6 E
    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
    ; K! O( W1 Q' E) o吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    : T4 j& B8 w$ o( J2 n8 u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
    ! f+ a) C% ]9 w8 V6 X0 o4 @2 o水蒸气里哪有盐离子啊？
    + A8 L" y4 @6 Q7 z4 V5 Z* d9 r: I
    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# M4 T/ @8 J0 e; ~5 y. K
    为什么？船上也需要淡水啊？

    / g, _4 H- ^; J9 I% \6 P' b9 b
    ' h% o7 [% \! m) _: U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。8 w9 W, l  J8 j3 Y) K3 [

    ' y7 x* V0 `9 K% K8 G: i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
    3 G" [. A* X+ _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 ...

    4 V8 [: C5 E4 ^/ D& h. s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。+ W3 h" u, z5 G+ _! 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
    5 天前

    • 签到天数: 2008 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 00:181 i( d$ F' [  {, X* M+ ^
    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。% z9 o0 p8 f7 x* _: N/ b

    + V/ n$ |* W% k; W& {( ^ht ...
    0 h2 e% k; }' n5 X  n
    此处应该@testjhy  老师
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