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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
7 {; m! W9 [' e
: R  |( b( c9 ]6 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。6 s5 v, @/ B# T; i$ }

) q6 j2 H6 t6 C0 S9 Q9 |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。% q$ ^6 e3 k  |+ a7 d

& x" O: G7 Z& {! B0 e4 a& d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。3 Q5 S6 D1 f! E- w
$ ^& Z  \) O7 x  E  X9 X
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。3 F) L9 o9 B( F! B& O. w: k
) V- e1 p: R* X- G+ L
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。
' t! n3 \2 x+ |$ |( C# n7 z" g' p) s; f1 f* s/ o
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。) Q* i1 S8 w" L4 Z4 o2 e

% }& k: \2 ~0 V: r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。- ?$ t% D0 I+ J. F2 g5 }6 D7 T

, o2 g4 G: G9 i# s3 n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。! @- z  p1 y0 l. y! z/ Z

, L, ^7 @! ?; w  M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 ~5 {3 F1 }$ _  V! ?
% Z8 s. N% O2 w$ S1 f! J
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
  I1 ^! \- Z8 z  f! @% n0 t. y
+ j+ @; Y6 X* n在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
6 w) y  {; c1 U. m& X5 Z! p* j7 {. l  u7 M* x, v
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。
# h5 W$ W4 P1 C
4 A4 u  N: `) c: F+ ]1 X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。
- W6 v/ K' G2 u* R# N! Z3 H
$ E4 Y* |% Z: F& o0 v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
    3 天前

    • 签到天数: 2974 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。* S' E: D# w. j4 i6 J& _% v+ b. `

    / Y; R- p7 D) n& I, T. Z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。
    ; V; y" D, d( ~
    " m9 i: g! g( i# ^) ]( j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
    9 小时前

    • 签到天数: 1500 天

    [LV.Master]无

    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
    $ C7 A2 \+ U# \5 M
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    & k% [0 f$ \; v4 w& i这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。9 b2 d" Q; K7 I/ y- q, k

    / D& h; T( L: e/ D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 i' Q  I% @: Y  v  v4 f2 C# |1 r" x% ?
    厉害。/ p% p# Y) h* t* o6 g: B

    3 a  d/ w6 w2 m6 C- {1 U) }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 19:029 L/ z0 M! s9 H, ~$ V1 l0 j  D2 q0 G
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。: o) b' K, T3 O8 T  k3 {

    2 r5 P5 r- n9 f# k; P/ l; p3 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 ...
    ! m' Q* t( t$ Y1 ?8 t: a# G
    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 K: F9 w4 i  S" W
    0 a) T! t2 T- V9 ]1 U
    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
    # }7 Z. ]# _  y& l6 t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。' d* g! H, W9 Y# U, x0 H. O

    , X( v1 a- M: {+ K( ?海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    + l: T: a* y  ~! A$ y+ {+ w* k8 Q. 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 N8 }9 G  B% m4 b/ X' n4 p
    6 M( t% k0 n5 x$ X3 P7 L& `% j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。( f: J0 i& R8 L  Y* r
    ; |& U. l5 N% W0 \  o
    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
    8 x$ z8 Q; Y6 g1 r4 w; k% C2 n) \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。
    2 n" u! D) R3 S, V. I  [
    - O  {/ i8 R* V  m, Z你 ...
    2 h& r8 V7 _8 A/ {" i" f
    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' [  T' z3 ]6 ]
    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。 ...

    & [8 F1 J$ g# [' W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% o2 i" K* F8 i7 P$ c5 G( C9 z4 w
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    0 @: u0 A# N- \4 a9 }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。1 w) h" L! Y+ H  z
    : C7 H6 W7 u6 S" l. g/ T1 Y, e
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    2 Y1 N% ^; ~" k$ ?# ]) ~这团队还有B站账号，经常发视频。% I3 L7 z4 ?; x: R* ]( n9 P
    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
    3 \, O+ i+ w( o4 s这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " L1 X% W% M( c( e+ a! I, f# O) b8 q
    ! q6 E- c+ \: 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 ...

    5 L7 e4 v2 V6 T" z, f& |* b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
    , ]* L2 R  A' [& E& z, ~. B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。$ S5 \( d: R( |, M9 _, v5 t9 s% M( I
    ) P8 A( @+ b0 k
    ht ...

    : D. L% w) t: ]" X: t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# S% u2 h, k  j7 W- u# A1 q
    淡化水上用不了吧？

    ( d& K; f" }4 z6 `+ g" C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 12:453 o- }! h7 `1 c& \  z9 k7 z
    为什么？船上也需要淡水啊？
    6 S- F' l" O$ ]& 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
    2026-2-11 01:50

    • 签到天数: 815 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% d7 r; \, Y- ~8 y1 D: V
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    ' |: q8 _( n) Y$ g( P+ r8 A
    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' C: p' H& p7 X" L# T# k0 D0 z1 ^
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    ! l. Y8 Q/ L* s, |3 J$ H9 e; W* A
    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
    7 e* C  D0 r9 c5 J7 c2 w% n为什么？船上也需要淡水啊？

    ! Z4 R4 I9 o1 x8 T5 `3 j  m$ M* a+ o) E! V
    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。4 B3 N* d) @, x( J  R9 |2 r

    6 s$ S/ \- Q0 S9 E6 \' V* S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
    . H+ v( _0 H+ K9 p+ Y1 L8 l6 Y7 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 ...

    2 s1 y4 x! c. B3 ]" p& \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。) X  U8 I1 {7 v* h. V8 c+ b2 D
    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
    3 天前

    • 签到天数: 1974 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; P  w. ?( ?% N
    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。
    1 |" D1 N. ]2 e% w& z8 e* V' E
    . h- Z' {- l( I0 ]- [8 C* aht ...

    & ^( y0 o0 f) t7 \# J此处应该@testjhy  老师
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