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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 6 ^  t! b  F+ d9 ~1 D8 R% L
+ W) W5 B& N6 Z2 e
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 Y$ U% ^. k% @( x# ~* O3 }1 U; b, P& 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。% S5 Q4 `+ Z( C1 [5 _/ r! d7 _6 d
4 z* ~; i" E+ k% k* y2 _
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。; F3 Q+ D1 z& f* W4 h& W  W% L, e. A1 h0 y
6 d5 c3 W7 L# `7 g2 f% H: i, [
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 o: k( \3 Z9 w" }3 d" Z/ I

  ?, x3 S, r3 p" ~0 H, o8 |" d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; \, u3 G0 Q" [
9 Q5 C! c1 v, V9 `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。
8 c6 y' O4 _6 `  K3 F8 F/ B
7 H; ]3 S# h% E; _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。  N$ G4 g8 j$ F; S4 ~/ F, N. |4 H

8 p5 |8 `; w" h/ z4 C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。) g" M% g. d1 Y! N  W* t

  w8 `3 |$ t& x- @+ q; i0 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。
3 ^: F/ z0 R& j! V" o5 A% q9 U1 e' j3 |, r
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。/ z& Z( Z6 u$ n) q; z; S6 x
* a' j3 M4 ~2 p9 Z$ R& o: q
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
0 x% \, {6 u% t) A
4 _- d) [( l. y7 Q: B, 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。
& L1 |# Q: a/ v. \6 u( ]* k. m- Y& w: ~+ F( z6 {8 `+ r5 @2 K
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。8 G  V5 Z3 s1 }; b$ }) C* m; _
8 m5 x) M4 o$ x0 |: Y( ^
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
    2024-5-27 23:07

    • 签到天数: 2154 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
    6 小时前

    • 签到天数: 2789 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。
    ! }, j" r( H4 a$ c5 g" e/ u: w4 G" z% |# Q9 n% 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。  B& ]( {8 V* }
    ( F# d/ J3 T* {% a3 |0 R! G& `
    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
    3 小时前

    • 签到天数: 953 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 ; h- C0 Q& o; O/ }& t: \% b$ l( S
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    1 l6 d# ~, R3 T" h  T这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。9 ~" h3 m* [" b

    . A, m- Z7 f1 s' _; {7 x: 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 j4 A; L: N7 y- U
    7 c8 U- P( g( r9 H8 q/ r
    厉害。- h( ?: M- l/ R9 f
    % O1 P" ~* k) h- K1 {) e/ C
    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 19:026 ?, l, q6 [" J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    5 L: k9 \' n7 l$ ?! K& f, M# p2 V$ C- ~8 R* i) _
    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 t8 A8 t1 d$ h. V! c; b2 `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。
    2 @: f7 w, V) R! P9 f3 W6 s/ G
    6 a, ?" ^7 t) D6 z9 B# c5 J! 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 10:35
    0 @0 n$ I7 |- @( n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。
    2 N5 F6 N7 t4 k* V. e
    " g# F/ z7 ~/ |* W/ t海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    ) p4 w9 L8 K- I4 b! _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。1 E) K2 F% X% E& {

    % o% j) `7 t" K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。
    . C: k+ \1 A7 Q3 x, i! s
    + E% R& V3 i# q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
    $ f! B, i$ R6 ~) J; y* g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。
    , V3 r9 _* y* S* {& v) E6 C6 g+ d$ m1 y: b# l" {
    你 ...

      ?8 H+ T8 p; V# |; ]5 w3 P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- b$ h. E+ s( H
    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。 ...
    , b2 K+ W) }! c6 j/ O/ {5 z: E1 U% }
    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; K1 Z- N9 V6 H
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    4 ?- a& e4 x# v
    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 {' {1 {& I" Z! Z

    . f( T( B# @, D  ^/ O7 @https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm! H% A* K- w) U6 H( \# v
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    . u  l$ [: u7 i4 ?7 b1 zhttps://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 20:029 H0 F1 {/ O1 ]- S
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      g% n: O; F  K- x% a4 g/ w* L& N# }- B9 R4 E' n8 N- f
    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 ], f/ X( D9 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 10:18+ \4 N7 v' _: W) N  Y7 ^, A  K2 S6 _
    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。- R; m7 ?3 S! x5 x! o9 l* N3 ]

    1 Z1 p$ B: n. D: G" I- H) Nht ...

    7 N# f" x" C4 B, S: 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 10:326 @2 a9 [, F: d+ x
    淡化水上用不了吧？
    ' `6 |& h  m& 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
    + \; f0 Y0 n' ^  l. E  l为什么？船上也需要淡水啊？
    , T* e& k( ]$ 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
    昨天 04:46

    • 签到天数: 658 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
    6 d4 @% r: o& C吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    . l# ~6 R  o, u0 V7 T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 13:494 x0 V# A7 x$ \8 p1 l. s. d
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    7 F. ^( Y1 b4 H: g! L& 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 11:45
    - q/ U) F6 u1 R为什么？船上也需要淡水啊？

    - B* U* f8 F- I
    1 D8 X. E  |! G7 |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。, Y. _! o" H- ]( o0 p
    9 v0 L& Y- z8 m* b* [2 H0 I) V
    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
    $ E! D0 V  |3 S( _& |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 ...

    . n( Z& Z0 w' A. g" u! ]9 f) {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。& s. F9 c' k$ j; J
    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
    2024-6-17 21:40

    • 签到天数: 1829 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
    5 \) S# l5 D" I$ l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 n5 W$ [7 i$ ]# h3 m0 b
    - f+ y  _" W: I0 H! w; s
    ht ...
    ( V5 k: s" c0 l3 m. V0 V, l
    此处应该@testjhy  老师
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