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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% l' ]* Z" a% H2 K% A6 l5 l2 x

, x3 _5 _" f- w& _: |; D3 x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 l6 m/ v) G4 v
, u' h' A' c% f3 D
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。
9 U& F' c' }! n' E0 e4 ], C7 z& G/ T
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% u: ~, U* \) Y- A# t& _6 G6 k! [! E, z& O, l
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。: V; ^7 l4 Q9 G# R! G5 K6 y, \

+ T" L  ?8 c9 s( _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。
* x0 m) J4 W$ i  z9 G4 G% [, o$ S/ e, k" W; P) E% v
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。/ S% c# t5 V, B+ s+ Q- S+ i, T  Y
; k. u5 [  L4 _% ~$ J, r: j8 H, ~
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。# {  o& q7 H  K' |2 ]# a

+ u" n3 @- Y; R/ W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。. e$ x# [: O4 ?" R: {
) c  e( E$ O/ L, G! P) `
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。
2 @2 U! H2 g2 a4 f1 b% j: V7 ?/ w, S$ m2 E# g, p( b
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。2 H# P9 I2 _/ a# p% t% O# q* }
* T3 ~2 t) A9 ^6 [
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
4 I& V9 D# ]( K  z) X- Z
! r4 r* s* R& C+ {- R, G2 \+ I5 f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。
, [9 G" ^) {8 `# F- p" I3 t( O  |0 R) V7 m6 M8 ]3 |3 {
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。4 b+ {7 D4 G' ~4 z( ]3 H, i
# p1 t# R! P1 i( c7 j' F9 i
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 16:12

    • 签到天数: 2999 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。
    0 d: F1 R) U: |
    6 w9 V- R- w# S& S: W8 L9 U+ R7 g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。
    1 D" i6 ?1 }7 {4 i0 a' W* W! D
    : n. ~1 a# f! O5 q: s  e8 F8 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
    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 06:46

    • 签到天数: 1526 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 1 M% q+ e9 t/ g2 W7 t$ V0 S* ?
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    5 j. p4 {- B4 }. u- d/ R( s6 [这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / |& }0 S6 ~+ H, t
    # S$ y& e# h& r3 G% d( \4 G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 ...

    # {- b5 h7 ]( ?$ x# H: P
    8 D% J5 R$ s1 ^7 a) J厉害。
    & a" F( p2 b4 Z2 s% p, s! I4 g1 f9 M" D; `" }
    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: a( b! D' S5 |$ I+ r0 X$ c- h
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * k; F, J! v% c1 V7 c; g$ l7 k/ S) ?/ H1 A) H1 [) `
    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 ...
    6 {: Z$ }( ~5 C  a2 B6 v, |9 J* `
    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。0 Q. f+ N: m" f1 L* p
    * D' I. E+ {' G. R/ d
    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
    ! A2 u6 Z$ H  q6 r, R# p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。0 P% G. k! D( F  {5 ^
    - ^; X0 W, h+ T/ a
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    : Z$ P# t/ E5 }" H2 A- 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。% l; _9 K. i& @

    ) E" b8 g  }1 _( [# o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。/ w! A9 o3 \, W, ~: B* O& R+ F9 R& a

    8 a& l% W5 W% M7 T$ @1 h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) V+ ?# Q1 w& f& p
    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 G1 B# n6 f; |7 G- U7 [% O* \9 U# Z6 n8 T9 d$ u( b. {& x$ T% c
    你 ...

    ! P$ [7 n6 s% 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+ V* P& i5 ^7 B$ I
    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。 ...

    8 f4 ^: W/ H% D2 B2 ~8 ]6 ]5 b  F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 01:130 U- w- G  g  p5 g. K0 J& x; Q
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ) L0 F( Y: y) _
    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。
    - _/ d' o1 r$ _/ T' R. q. w9 |+ I! k4 |
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    / I5 `; _! }5 @  K# V这团队还有B站账号，经常发视频。
    ; v+ v" p$ K+ w: p6 x# n4 U. \: B8 Nhttps://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& w) Z$ e  `, K* b+ t
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 R0 O( h" T9 V: B2 }+ M8 q. i* r
    , Z6 e6 W9 t( h1 Z4 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 ...
    - S0 {: L1 S" g* m' ^
    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 T) y  @& D( \3 o% F) 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。
    ) `" s1 I4 \0 X( c
    ) J6 i; ]9 J% z, Z* Sht ...

    2 K! V0 @3 d9 Z" A! P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
    ! [5 p! \- }8 n& o3 j5 \淡化水上用不了吧？

    % h3 R: Y  ?- p) h: Z" ~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

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    [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
    " b7 K) s- e7 \/ z为什么？船上也需要淡水啊？

    ( {  {& M! J$ u: {$ 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
    2026-2-11 01:50

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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
    % c+ |. f. l6 p3 @1 o& y6 e1 I吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    & ^4 C. ?! c3 H( y) ~$ B  h9 ^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 13:496 M+ z/ N7 Q4 a* B' G, V+ }
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    . ?& j% X3 l9 `4 M" R  c
    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 ?/ [& t/ h( X8 E$ m1 \
    为什么？船上也需要淡水啊？
    2 H1 g& q5 U$ m, ~4 Q' v$ \
    6 V! m" r4 a9 S( I3 w
    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。
    7 }3 m- {( z5 P7 K- P! W
    - G3 v7 B8 X1 _) z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

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    [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
    ( [* v% D7 [& P$ i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 ...

    # u' |7 C0 J; K8 j3 ~+ W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。. j0 k! ^& l! d/ {9 P
    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
    2026-5-5 23:30

    • 签到天数: 1979 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( E7 N' l  Q8 T7 m" V! ~( j% s
    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。
    , }& Y) ~; e/ k' v7 `( }
    & y% L) z1 K5 r# T4 I7 s8 B( {' Qht ...

    ' R: c% e! h1 ~6 e& z此处应该@testjhy  老师
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