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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 ' L  v3 S% a4 X9 Q0 L

) Q& l4 n" g6 _8 l; R: a! G3 `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。
: P9 M; M" B4 @* a% g5 H5 |% ^+ x: K7 n/ n9 N
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。4 n2 ^0 s$ o- D* S( X5 p

9 u$ B7 x$ I# a) a6 ]$ ]/ I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。
, u- G! P/ f4 E! K, P
* w; M! E' V; w: \( z5 P# t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。& s' O9 K, s) \& {$ J
, {, a3 k1 z& P$ F
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。, d& K. }3 G. j+ v8 H

1 c! k/ @7 b) K  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。( T8 V! j' @: ^" G6 ?, h6 k

4 T0 M+ ^. W4 {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" D; ~  z/ |: f
# @7 [* _# g2 K" v" v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。( T* _- f' k3 m  [' a9 _

% h' D6 J- o# S( g, m( H" [2 {  O% 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。
$ b  r# ?6 m7 g: n0 N* M: b* a0 u' N9 d: B
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
) S2 T0 [3 M- B& _& d6 v
% t% \" P8 g6 R* {$ h  G% q. _. m7 U6 Y' z在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。- u+ q1 Q/ m, C, `

6 i9 T( y( v( Q/ h8 B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。
. W8 j0 L* T. f' w; {9 z7 R( C
: z( q$ I0 X& l$ @# E' \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。' R4 D4 R6 v7 r' S
/ N3 K7 `2 V1 p/ v$ B5 }) [
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
    2025-12-29 14:41

    • 签到天数: 2969 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。
    , n: G. ?& P& W) T* @3 d' @. S6 }: Y( J+ o' }- 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。2 s* \" y/ J' j  z  T* P

    " j" \: m4 i7 ?3 s2 f' `4 c7 E( O3 q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

    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
    昨天 12:05

    • 签到天数: 1425 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   G3 B7 ?# Z! g4 n! e: q% j. Y
    水风 发表于 2022-7-28 17:028 O9 B9 g, M) n  D* S
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    0 z( x8 e+ a; c7 u4 v% k" E' e. M/ L1 q6 Z  I7 k( 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 ...

      N2 S0 _/ Z$ M/ g6 I/ D
    : R% R3 `. A) {' O* Y& o9 L厉害。
    8 _! [. I9 N5 m# Z. z9 v+ d$ w. V  S0 y4 U( D0 y+ z( T! K, T. e
    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
    9 x  i! Q/ J/ g1 z这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " Y% O; l1 C+ P/ U- D* a& f5 }$ T1 Z- d" P/ H! h/ ^1 m' u  ^5 {$ L5 |
    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 ...
    / t, o6 s" s/ |
    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。
    % m' Z3 A9 i' E2 r+ `/ }9 g( X1 k: B8 y/ V1 k4 H+ y8 w; 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 10:355 t) `( N- n( w
    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 {% e$ j) _! O+ R1 F+ G. T
    / F+ L/ z; [& d% O8 v  k" }0 Q. F
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    9 g; {6 a0 H, G- Z6 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。( T9 F2 D% z6 I1 J  N
    8 i& o& n( `+ G2 |& _: _0 w
    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。
    % _0 m/ j( A8 v
    ( Z3 {7 J6 n1 w$ B% o! @" a* N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
    5 Q& Z+ Q% w3 W+ M* z' J9 S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 q6 U  @5 c2 T9 K) G
    ; n& T  }! {1 F+ A+ r# J你 ...

    - v8 n4 A% V* J& @1 y, O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
    * d  Q* @  w2 C5 V: D8 A, B4 C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。 ...

    9 \# H) W7 U- {, 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  z7 M& }4 Q0 H  N. r0 M
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    8 I) F: x' j' o) h2 d; @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+ }) J4 x3 [5 ]3 ?. L( U4 a# v

    ; z: r- U) p3 u3 w1 t! q4 nhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    . f4 V7 r$ G9 P2 X; \- P0 X这团队还有B站账号，经常发视频。
    ) S* D2 {" P7 ~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 20:024 V( k+ ]4 i( Z/ f" d  y2 M& w
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - x7 o. q3 ~' U; v2 b7 x4 o3 A& O- S4 a+ x  m# ]
    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 ...
    1 a) h4 M: i/ ?9 z7 |% P0 F% i
    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
    # K8 d6 S! d; V& V' h3 H1 M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。' t0 x5 @- i0 {( o, ^9 v# \
    8 }  b4 a& J. T4 D( y
    ht ...
    7 n. X* Z! q- N/ h1 ?1 N3 V) }4 N- 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, h6 _  t7 z; f6 L& e% S
    淡化水上用不了吧？

    & ]2 `2 y) H" T5 M3 L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
    # y1 F" `. S" I5 B+ W; t为什么？船上也需要淡水啊？

    / Y' I' Q6 u. W$ d+ O/ F0 C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
    2025-12-16 22:24

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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
    , {7 Y3 C1 b8 h6 r吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    - O0 I0 A$ |# Z/ z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 13:49
    ( ?, \& i) y1 p6 O水蒸气里哪有盐离子啊？
    $ K  x, }: F  h3 e, ^
    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
    3 \/ @% Q3 M+ q/ x1 j2 {# H* T为什么？船上也需要淡水啊？

    - m- g) M6 C4 M0 ^8 ~
    + |! ]0 g. L+ Z* {; p/ p6 ?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。
    ; R- g5 B- l2 }$ Q( X( y/ r/ }/ n' T& z4 ]
    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 01:449 z+ X2 h* \* i$ D7 t. F
    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 ...
    : P" r/ v( r5 p8 r: W# _, b: g# C
    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% Y% ]- E& N4 Y  E, R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
    前天 13:51

    • 签到天数: 1929 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 U+ E" h# a& h( 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。7 i% ~2 @/ ]- F7 `& v9 P2 _

    5 Q6 S) ~) [- o. a' `ht ...
    2 u( u% h! s3 C6 h
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