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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 , E% T3 l" O+ ^! b/ m
7 {& [1 C) p1 h3 U3 r( i
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。
; M' U% m9 C( D3 Q; P1 X& G) U5 z) Q0 {8 s$ h) C1 g2 x
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。) w% N. {' h7 d+ G

% h7 M% \- t: q6 o8 [: U! 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。1 j. C  z4 x% s& i9 D2 ]0 H
0 \$ s* x$ e" R: a( h& m+ b; h
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。; E6 W; z8 z5 i. |/ M4 i
; a# M# o3 ]0 Y6 \8 g9 z
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 N1 C8 F. U. q& f9 O
- i" ^2 Y" L1 q% 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。
# u: k' H# B" T. e  @& w3 U0 c5 k
# ?& A" V7 }# h7 K; d6 Y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。
+ L! f  l$ `6 {$ ~. O0 {5 u/ b- Z6 \  {7 @5 R% c3 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。0 B% S6 g! G3 K0 s1 x* R' N

+ X" y% W4 w& o$ L( D( {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。' D  r- ], n8 o
1 {, A  @2 ~3 E
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。/ v3 F3 Z9 w6 ^! l. ~

$ K) z4 E6 K& T& L( p* s0 D% e在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
: r3 ?* }8 H, |* o6 F
4 [/ i+ n. h. ^) Z. F) 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。+ j- @5 G0 r# |; U+ X

* S$ V4 s7 l1 N" @% a! 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。2 k1 T- ?) K) D) T5 U+ e( q* v
7 B) @2 E3 \2 X. O. B
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
    2025-6-30 08:53

    • 签到天数: 2967 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。) ?5 K% E) m, N+ i1 j: I

    4 A, v, z* v9 Y( `- `" h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。
    . ?. z6 d7 @' D1 |8 Y4 v! y& {6 V1 C* E6 @7 y& y
    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

    参与人数 3爱元 +30 收起 理由
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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    半小时前

    • 签到天数: 1354 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
    * o$ z  R2 u/ l$ T) c6 u7 U9 ^
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    5 t$ H2 n. x0 `% h% P; o, f这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      S; c4 ^: H( I# ?+ I- Z) `8 F) h2 \( `" a, 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 ...
    9 _8 h2 J2 c# Y) n. O
    5 O( J% M! `7 p, l# @* c% q$ V
    厉害。
    , a* a, T' U' o8 z" T) D& `7 |9 n8 y; Y* b4 F' F. q! p
    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
    2 g" v) M+ Y$ X; ?" m2 r这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) U; f3 e1 b' {& B+ x" {

    . G; B7 b# ]+ j& b( J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 A8 e6 g- G+ t1 h% N; H
    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。
    5 q( r; U/ `2 W- ~* z; x. H. |1 C3 z$ B( p" k5 t; A8 k
    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
    - \' D; l8 R* y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。
    % a: x' t. d9 j4 w5 ~; Y! [2 Z2 V. e$ ^3 B% T# d& g$ f. r2 O
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    ( q6 y6 |, B0 f
    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。
    + u1 |! n$ e6 w* R  Y1 \2 ^: I- [8 t8 m0 E/ }% V& l( 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。% ]8 r2 A& [$ y' P2 b: a

    % r6 E' [& K- x, I+ d+ S/ e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
    0 I% K( e9 j. L# y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。
    ' U( S% x% W5 I7 E
    1 ?& }, Q% }% w8 A5 e& ^, i" t/ g你 ...

    ( }+ h  E7 l$ t# 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 09:41
    : M' W# N' y1 A# R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。 ...
    ' M* I: l; }5 w9 f4 N0 K: C
    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
    + e. `! u- O$ h: i没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ( c' y+ O. W1 g3 H4 i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 c2 l8 g# v) l+ X4 ]
    5 S, M- g/ L) B9 l7 Zhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    : x0 n) I% s0 J4 V0 J) H这团队还有B站账号，经常发视频。: t: E- u* g/ F4 s3 c# I
    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
    ! s" k2 }1 {$ v0 y4 o- ?& I# Y这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 q4 u  B% C! ^
    / Z8 `) r* I5 v5 C( W9 e$ 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 ...

    3 q3 \' v' Z5 q$ ^* j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& T# A5 I4 p9 ^" o7 M# g/ X! {
    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。+ ?% `# W) _8 @5 o
    # O: X% I7 b# T0 m9 u6 V
    ht ...
    3 l" S+ L' P- k# l& m
    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
    # C6 d9 w9 K. Z5 t, f6 s; z淡化水上用不了吧？

    ( g  K: B1 f& [9 f' a3 i  e( Q( S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 12:458 O) w6 ]9 X) X! h' ?
    为什么？船上也需要淡水啊？
    $ ?" q8 v7 R: v6 a; 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
    6 天前

    • 签到天数: 807 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
    * Z' B$ z+ m! a吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    5 x$ f; d0 P$ m, R$ m% D
    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 13:491 ^2 A) J/ |2 h$ x
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    % u, s! {2 Q' M) ]7 n
    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
    ! o5 i& F* `5 D. ~7 F4 @. x为什么？船上也需要淡水啊？

    ) i; Y1 b. a1 j' ^1 l9 y6 P0 G) [( ^4 g/ K3 m% c. u) p( d
    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 t% u" r" z) F+ L4 o6 c
    8 L( ?9 ^. j# Q3 M$ O. `
    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& U7 Q% \' p' g7 D
    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 ...

    , J1 n+ U# {4 A& Q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。
    ; ^6 U3 F3 I- K3 u/ _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
    昨天 14:05

    • 签到天数: 1904 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
    % q4 ^1 W# v3 q( C1 Q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。
    6 }5 ?( ]5 y8 M+ R) S. Q+ m: z8 ^4 g0 x6 }5 c" E6 i
    ht ...
    0 d) R5 {, e+ @" M
    此处应该@testjhy  老师
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