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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 ' B$ `( ~# o3 Y# w
" C7 i$ i' s( l. c* T- S; I9 a
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。
* a1 n% S; x: i! s+ ]& Y5 }5 F( A! a! y" v8 Y* J
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。6 W2 M' \" {9 j1 I/ s+ \
; n8 E( u* V. z# C7 J* {$ b$ 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。- w$ ?4 a) B4 h! C; a) ~$ q
* _2 R' P) K2 [3 @
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。
+ w% |' f- j) r; B. J. d" B, C. G3 k
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。9 K% Y& @$ j" g- B

  M+ X( Q1 z! c3 b0 x' e4 N1 f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。
+ e+ h- N8 R0 X% `0 m0 g  X
3 ~( n% x! G9 S) Z8 {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。
% u! i+ r! K+ q- j6 B$ k: C! d% ^5 ?0 h5 ?0 j5 G$ I: k
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。
9 f0 q( Q. ?/ ^0 U: x  A5 T& X1 X6 a% e/ p3 u1 c/ O) n
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$ k( A2 S1 Y$ e9 n" Q( K7 I7 |7 F9 e8 t7 c9 {/ w4 j
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。' M! u6 B2 J' M% \6 d; M

. D! v, T/ [+ G0 c( _1 W7 |" @6 d# k在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
( g* Y) X7 ]2 J4 _) [4 k' d6 q- K$ c" G
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。
& U+ [2 J; _, y/ i9 A% X% T2 h; D. l" ^1 ^2 l' s* A; Y1 h3 Y+ R6 z! q
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。
( B6 O7 F/ {) _& x- O* r- ^" |7 [' E0 R+ g& Y
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
    前天 16:34

    • 签到天数: 2962 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。
    / e1 i, P$ @/ F  X8 t
    : Z5 n! o6 i4 I4 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。
    ! C3 x% ^; ?% i, o6 c0 n" m" g2 }! `- v3 O9 y7 Q: R; 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
    昨天 06:21

    • 签到天数: 1246 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
    - R' j8 W6 ?, O1 M. D
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    * p' F! i+ c3 T' d这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; I- K- D* v( a" k! X  D( |: @8 P) c! n! ]( @% R/ c) G9 l# r$ s
    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 {- g7 \/ U, c* s

    ( }5 @# g( e3 ^厉害。) u/ T) p0 a* j2 e" M

    1 b6 m: Y" d8 |& s1 i- Y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$ l# U) P. ]& i) D. k" u4 `
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ B5 {9 q' D+ g* i* e4 o- W7 q: _+ C& 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 ...

    7 ?+ `* K, V: t& x# j, h: m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。! G! C, E; W* U7 `, M

    % k* y9 k0 _( X8 [" N4 N' 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
    5 a; H/ z& 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。! V+ c# Y/ j1 s5 o

    $ H$ C# D) o( {/ ?# F9 U海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    % c. E- O- ]+ Z5 H% t4 |; B( y1 s+ ?; W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。, C1 K/ G; z/ K3 n
    / w& N5 G, s( E7 b: T0 M; S
    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。! _8 i9 @" B( r. n! n% ]

    . A+ D# T& }& v0 G- W- N, S/ [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
    , E6 |! }# a4 Z/ N8 a) I& Q, `2 h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。" I3 U- d8 P9 w$ F" d
    ! g9 t+ G: w/ T
    你 ...
    # T+ i6 w0 I1 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 09:41
    1 t% p' q8 R( v. n: T- C& q' I3 Q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。 ...

    0 r- o/ \2 o7 U) X9 m( Q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
      T( S1 b9 y2 |5 p' p0 R$ H没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    3 |! m0 Z; {6 a% A) ?& a( z
    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/ P" v: G) l  S! T: U& g

    * t% \0 d# c3 {" u- fhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    7 p" o0 _* P3 S这团队还有B站账号，经常发视频。5 y7 v! b$ O1 W: X9 }
    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 20:021 b% C. h1 S% S1 ~, c8 `- b
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ {* ~/ _/ Q5 v/ M0 U
    2 @1 S) k+ U4 B% Y7 O/ S3 }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 A) H0 H8 Y7 q- 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 10:18
    ) v2 X0 e3 ~* Q, N9 B- i. P4 h8 ~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。
      |- e4 _% P& d, V' H* Y
    9 P5 Y1 V4 Z9 A' R2 I: Aht ...

    + `* j3 \* i) N8 m7 A$ 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
    & d/ Y+ T% p, l& I淡化水上用不了吧？

    * f" g, m4 n  x& P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 I6 p/ S& I' u. t( s为什么？船上也需要淡水啊？

    2 D- b3 }5 `  M$ i4 m/ Y4 a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
    3 天前

    • 签到天数: 787 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
    4 [5 d8 }8 B. M' k! D; q, G/ ^吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    $ q1 Q, E+ ~% X# r5 i) Q4 |$ |7 @
    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: J" ^4 O1 x; @2 p/ C+ f
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    9 \, d* P7 j' [& J# Y1 B+ U; \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' V) M3 ~& f6 ]
    为什么？船上也需要淡水啊？
    0 B( y" o8 c, C$ d, |6 i

    : V8 m! k  t% `/ p+ `7 X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 `2 Z" }. a9 ^/ w

    . i7 j0 n9 e( m& w; \' B4 S$ K- r& N7 |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: B  A9 T: [2 z* ~5 J" ^9 G5 w
    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 ...
    ( @; N1 L" O) H7 K  e4 j. r2 j
    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。7 B- n0 u# Y1 Q; C. v& D- C' K
    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
    2025-5-31 17:23

    • 签到天数: 1884 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
    & T! |9 N  Y( C/ @8 J% 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。. ?0 n. E5 j" z+ y& G
    - b  f% q, i( ]1 V- m
    ht ...

    " J7 [3 Z6 m# n: P% G4 j此处应该@testjhy  老师
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