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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
! v3 M, k) u% D- N+ }' w/ l! N$ _1 _4 [- j5 k. f& c+ O
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) c6 G; u2 L: Y

, p+ a& o# a3 U2 u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。! [" j2 ^, r+ \' n' F

5 ^% S6 V& Q3 K$ [. J7 I3 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。
' T! |" r, f$ L" V
  a4 j2 v+ w0 [. l6 K2 y7 |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。( m9 ~$ j( V! i( B. f

( u3 z$ }; T# f" V3 E! y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。6 W. y4 g( Q0 f" C! p9 ^
, t) J: O0 |8 W- x2 Y9 h# \
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。
) n- F+ N/ A3 Q0 m3 ~$ V$ V) x5 m! m* _' J2 o% R- x
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。
6 }7 [- h4 c$ u0 ^1 b9 e7 h
) l  y0 v0 w1 }4 |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。/ C* X* k' ^2 ^
) \8 H5 }7 f2 W9 }- Y& v' T
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。
/ f! {* Y4 P5 Z! N  x5 b- L4 B" L  N  q9 G! M& |$ y
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
! _3 ?! G7 I5 C, k5 c( D( V
5 T0 F; X: _6 G8 K在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
2 _. p1 u- m6 c; L9 @3 p: u4 q9 o) a; C: @4 v9 |
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。
$ B7 F4 p$ i) j( T9 ^% ~
7 c* d: [  g# ?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。! o$ F4 h7 m# G* L. N; U+ `
! S! g! ?! m8 H, H. W( I
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
    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
    2025-1-7 10:22

    • 签到天数: 2927 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。
    ( m# A% y& a: F0 k9 S4 F" G$ D" c1 N% _! A
    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。- r! \, D' k& c6 P
    ' e) H  Z$ b3 a4 L
    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
    2 小时前

    • 签到天数: 1133 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 ! T" B! {: p' c; D
    水风 发表于 2022-7-28 17:02' r( g' ~9 N. q9 C" Y
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 M9 A( p7 o& n1 W+ a2 k8 w% r7 O  B# \1 T1 b5 K
    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 ...
    ( _; m3 K9 ~( z2 ]& E; B4 `' }

    * T7 F2 d& t, A厉害。
    # [5 X3 g# g4 l7 u" p* A( v+ q
    . d  [5 J' I9 x, M8 |1 Q( 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 19:02
    ; A+ H0 a% s4 ~# ]7 k1 B3 D$ x9 j这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    & u; D% \; q3 A! }$ M) z/ P! k' s9 ?! 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 ...

    / m% |! O6 A6 G" X! \" L2 ^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/ O4 i9 z. ~, Y5 Z+ I1 d( C) K1 E
    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 10:350 L1 D; I( V/ p& 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。3 S. U0 |5 u/ Q' [

    5 c+ y# o( ]0 S( _- _# S- m/ E海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    9 `+ K2 C* x( [* V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。
    9 w! X' v2 `" X. ^
    ) z! L+ U$ }% r+ Y  M$ n" z7 r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。) b3 q2 J% j/ I; I7 x1 [

    % x, }2 T+ t. l: F% r5 T: U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$ ?, W& ]  {# L
    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。# E3 K4 @/ k( G( n  F

    % A& \2 f$ H" ]# ?! r, h你 ...
    & h, c$ v$ m& W
    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 09:416 y% [" Y  Y7 X( h' z* K& _0 M
    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。 ...
    ! D0 Y9 }; ~; b$ Q' M
    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- C- S- T( l1 e0 e8 q& V8 D3 A; s
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    9 }2 |( C* {4 i  {/ e1 J5 `
    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 t9 p6 H1 c' r% J1 C9 |' n; d
    . s2 j( q* x, S9 n& r7 |) y4 |https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm9 H" u& S9 A) j$ W, A6 m4 Q
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    & I" y2 K4 R& [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) e- z9 C! G# S4 {& w
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ' M8 {$ j& P% \8 {* e* f5 F1 x
    * K4 c2 ?& n- [, e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 ...

    7 H! U1 ]2 C4 W8 F! l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 10:189 g  X0 O) s2 p/ J1 C
    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。8 O, D% w! d) e' ~- b
    # x" H* j2 g& a# A) d, \! a
    ht ...
    3 p" q+ ^9 N9 b
    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
    9 Y; \7 @# V' S. t1 E1 E, H; g/ |淡化水上用不了吧？
    ! d, ]$ j5 m2 C: G6 E
    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
    2 b) D  S8 e# ~9 u% y3 x% n为什么？船上也需要淡水啊？
    ( A% b: b# n) 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
    前天 06:24

    • 签到天数: 744 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 02:221 h0 [3 k1 j. k+ Z% S
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    + o# i) Z2 m' o' \3 M2 t, 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 13:492 {3 ?% V+ ?: h' o' K: [
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    3 ]6 d* e: s" H; ?# L3 d" G; o# Z9 K
    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) A# \! U5 {, r# s& r( J2 J! E, n
    为什么？船上也需要淡水啊？

    : T7 ~* E% w" U* U* {) q$ L
    5 P9 Q- Z! s5 y* l( a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 B+ q9 t3 T$ N* j5 |
    0 J8 |6 e% ]8 `  l+ L$ e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
    ) v( u" W5 D. k" R8 d( c1 j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 ...

      M0 z- _; p( ?/ J. o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。  N& V1 N1 G! o% X1 g1 y
    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
    4 小时前

    • 签到天数: 1862 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
    6 p# _9 ^/ y# r, T! g; b7 F4 b- A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。3 `* T  a" P0 o3 j9 O

      D5 E3 r) T( h( [ht ...
    & |( L  p3 W0 ^( \+ A9 d
    此处应该@testjhy  老师
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