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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
* i- Q. w5 P9 Q3 V& U& T" w& r
3 H2 |/ C; H8 B; v. j: U  R# b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。7 b; v- a# R5 q, Y2 e
' M  Z, s" L' e' ^
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。- g1 e! U& s5 Q1 {
+ v5 q3 o/ ~+ U% [2 F
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 F4 G5 p( q6 v8 N4 T! Y( k( j
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。
6 O- G3 ~& @- x" X% O
9 ?0 `8 b! l1 z& s0 H5 Q- s/ {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。! x% E/ e& U& h' q; y  P) {6 a
# Z9 A: H" n( `4 ^
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。/ Y' q5 u, F# R* s  i

) H( q, f$ s( J1 K! |- A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。/ k% [8 m( R) S$ [( U# H
' ?" W2 G  B' {( _! D/ x% I
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。
. w' ]' v9 @+ E0 q2 E1 v, j8 \% e" ~: P2 a' H. K! E- z6 j
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。% L( [! e$ s* I# L4 o: Y6 G

9 e( \- B) c! K3 K7 x  O# h+ m! D规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
/ L4 s4 i4 `/ D  V1 \0 [& l! t7 b* A: s6 Z# ]( |
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
; A9 ]2 W0 S+ @1 r2 h% @% l
- ~8 }1 e7 _. O7 X  i4 D& c0 p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。. O7 U% l3 T" |* U

( l% J" o. k# |% r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。
5 W- z6 D$ T: U* t7 n
7 K* B) n* I8 p6 G; t3 G- S3 c4 [这事其实很值得吹一吹的。

评分

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
    前天 09:21

    • 签到天数: 2985 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。! I9 N. |, T, B& V$ z, M2 U& @$ y

    ' h$ V) I) b: b2 E6 i0 O# 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。0 M' T  f# V1 L4 p

    1 Z8 _% n: m; e+ m, A& 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
    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 13:35

    • 签到天数: 1514 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
    5 _  N9 M# ~% o" \5 D/ w0 n. I
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    + g1 K) n6 I' n: U& o5 X, `这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 R2 x* A; H: j; w& i8 C( O8 t3 V

    1 t2 P! z; M% d! d( q% 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 ...
    9 u0 O9 |: G( K
    0 ~7 k9 W' O9 o9 \
    厉害。
    6 D) H/ b6 S# F/ Y* o/ b, O
    / x9 i5 \9 I! Q. V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. Q5 j: y4 Q2 S: a' Q6 K- B
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。( g1 i% l* w: _* G6 W! d

    & U: o) i% U! j2 q% 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 ...

    " o9 q# H! k8 e. 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。! X4 D( b8 p6 c% J

    # `7 p8 P" V% J7 G! H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
    ! ?8 h) |$ F' x  v/ F, h# c1 k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& a0 n; u8 o; M1 E# Q+ u/ f8 t, @- S( N2 i
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    ( U  a4 f$ u. \+ o4 O
    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。7 o4 h9 m- I- o$ y6 h" K/ A

    8 ^, r% I, y9 {0 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。
    * z' |5 j7 r1 j% H9 b  e/ M3 [! u/ _! S4 R3 _* X
    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 15:507 F- T# ?4 g4 ~, m9 A) W* x1 O
    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。3 l7 Q  f0 T: }1 y5 S! ]

    0 z/ s6 n  {9 p" H8 p2 x( b你 ...
    * s' M3 r- g8 \1 j3 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
    4 ]5 ~9 c; a3 Z! m. P5 @5 L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。 ...

    , x, t; p7 e4 N! S' y/ a7 x1 F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) x/ c( _2 |: F, p9 K
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    / v# C# j) ?1 r2 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。3 K( P" W/ K3 M
    & @/ c8 {, S- o. H8 F3 R4 w) A
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    : Q- K4 i0 v8 ?5 L* |9 ^  X9 ~$ ?1 y这团队还有B站账号，经常发视频。8 F6 F% @8 Z# m/ i/ x. G
    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% J4 G* \2 S8 }: i' K) s: {
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。1 m$ @7 h" Y5 ?/ E
    9 g1 e' E6 F  W) N' \% o
    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 ...

    4 Y0 }9 |4 b+ O  H* U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
    6 z+ o+ ^9 u* L! H( s4 W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。& m, q' d( o# S/ `! x9 ~5 F1 l

    3 A& b+ t7 n. B  s5 q# [ht ...

    5 {7 u2 ^1 v  \8 A/ p  i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
    " u( x( K$ M4 z! K淡化水上用不了吧？

    / M& [6 u6 C# 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 12:453 R' @; @. B  m0 ]7 i
    为什么？船上也需要淡水啊？

    + ^3 O8 q$ s$ C) B3 H; I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
    ) j, F6 P8 t+ S吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    + J' M% U6 `% V& n( z& F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
    " }! e7 I" Q9 j! S水蒸气里哪有盐离子啊？

    : |" U3 j+ V2 x: q0 }) I8 T9 S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
    + g0 ?6 T7 `8 m$ f4 _) i. Q为什么？船上也需要淡水啊？
    - j$ n: L) |0 K% h2 |& D, ]
    ) C9 V4 x4 B: y8 \! u
    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。
    2 [- D- f" F3 U( b( f0 A
    & I+ f: Y# A- j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 01:444 {4 z2 Y2 b( h
    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 ...
    $ y" y$ x7 ~- h% K/ h
    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 P  P, ?# P7 O
    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
    6 天前

    • 签到天数: 1976 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
    + ~. {( _' _$ ~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。$ q+ Z& X% a+ H" l+ [

    6 a7 h; v2 \8 c& I8 k' Y) Zht ...

    & B; \# w+ B' s9 v8 s- w; I此处应该@testjhy  老师
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