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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
$ O9 ~1 Q' [( b8 {; L& {3 z* g) T5 h2 x+ t! {8 P
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。( t# O$ m3 F. a+ _6 J8 T

  o8 j5 y- J3 G$ l/ ^7 Z, B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。' N- g5 B( u: F/ S8 G9 C/ E! ^2 H
2 {! G# |, |4 E( r8 E( Q, N' h6 B
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。: ~: k# a3 i5 B) z9 P& Z. B

" Y7 ]) g5 b; H6 D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。
; o3 y- t; u. ~% `5 q3 {  d9 H2 u5 B5 c& z1 F7 e) 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。
7 I  K9 i8 ]$ c9 k' W: c, z2 V5 S
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+ |* ]; _- \" j- Q2 J0 ]5 m$ y, u, S1 ^% N% ]
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。
* A+ n+ \0 C+ Q) h' d- f! E3 k! b0 B2 q# _4 a& S, J
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。
. t1 o, i- Z; v
  L& X6 H2 `" n0 H2 i' {& W+ a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。
9 ]. H( Y! l3 }' `" f- P( G8 k' d' v- m& X3 s
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。8 @2 e' H. ^+ o: m' x: `6 l
) j- |" g( D' l1 l
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。: v$ f3 V8 d6 g

* M2 w7 K: ]  @8 W# T. m- _! u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。# n5 _' B( Q1 [( g

( d0 l/ m8 N6 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。
4 [3 l; E9 r5 O/ u0 l2 Y4 A' c1 c" v3 g3 f6 ?; ]& H9 `
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
    5 天前

    • 签到天数: 2971 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。
    " I0 _$ ~8 h; t" k8 V  B6 d) z% v+ O' Y  W9 _8 T
    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。
    * ~4 I3 y( s0 T1 O+ [9 k3 @  c2 L  n6 C; R3 V
    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

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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    昨天 11:18

    • 签到天数: 1480 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
    3 {8 ~) O0 o+ B$ W
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    8 U0 c% N, `4 S" w这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。- a( v0 o0 W% D7 ]* z

    1 E: E/ e2 x! f7 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 ...

    ' k$ d+ e# Y2 v. |5 w6 R) z+ J# }0 @; S5 c: A
    厉害。8 j5 L% s7 d. D
    ! c7 Y. L/ g0 ^9 q1 d  G
    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: C6 v0 H0 |  V; ^. B" u0 N
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # K. |9 Y" L6 t1 c, h4 k' D$ l8 P& w& {' l
    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 ...
    ; V, o+ h7 F  t. x. g9 c  F
    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 ]) p5 L- Q8 D( q1 X. }& j

    6 s) \9 ~: k5 k) f" @& @5 s, N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' p( _( \6 q) S* o
    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。
    " H" K8 Y1 K0 P; Z* v! {; q% K% S. _* i* d& A2 W6 c$ Z
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    5 l( e7 {5 R1 m" f8 }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。8 J7 S7 w6 Z6 p- _& X
    & s( |( i7 a. [+ Z
    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。4 ]7 G& O+ @( P

    ' S0 ~6 z. s+ ~" `9 f4 t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
    : H5 ~1 S  M6 i6 m/ D. X1 o9 v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。; S0 b% Z7 j4 t6 n' K# _4 ~9 b+ u
    2 o; E5 o$ J8 Y' h
    你 ...
      |6 I* s' r( 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
    3 C6 V4 o* h. K/ M. n6 m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。 ...

    : r  `& H( [# O4 w) s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& x, I/ u9 N: c' M( A9 I
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

      S4 N, _' W. s/ e; K( t) @4 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。
      Y8 n$ B7 ]/ {$ p) `( S
    ; q0 ]4 P7 e( w  a- a' |https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    , e1 o9 X5 d5 R0 A+ c/ y1 `9 p4 x这团队还有B站账号，经常发视频。9 _$ v! T* z: i! B. ^: t
    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 \% \1 e$ U3 A. ~. n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。1 [& ]. A8 g* D

    - B8 X5 v0 u& [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 ...

    + x) ^7 P! c' a$ @- I# C( e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
      I7 F' C& C# N) f$ 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。
    # X& h  T+ e8 \
    9 {* S. X$ w3 i8 J/ C! d$ u# mht ...

    1 V" W) h# A8 Q5 h" u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
      b& b# k  h9 V淡化水上用不了吧？
    / I4 ]7 {/ ^0 }7 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 12:45
    ! n6 c# h6 ]( H4 a为什么？船上也需要淡水啊？
    # G! P. {7 O: H) j
    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
    8 e8 w/ W  ]5 Z) r( w/ h吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    3 p& F% }: J, Z9 g3 L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# h3 q) v/ U8 ]& Y' I' j+ I
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    9 d* \/ b4 i) a: 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
    * [( Q8 o6 D# ]# X为什么？船上也需要淡水啊？
      s# {  R5 _. r" D$ W2 {
    6 s% o0 y4 B$ ~% 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。+ f% f, t) _+ `* R9 a
    * R9 n* N/ J5 Z7 J% C5 O8 R
    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 01:446 z7 c+ G. h' b" h$ 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 ...
    * {, z; D& g! @
    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。
    3 c. T$ _/ p* P, d$ Q* x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 21:20

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    [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' E  ~, ?/ ]( W, C& D' V8 k
    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。
    ! g1 ]$ H1 B: x' U4 \' V
    ; n5 U& l. V0 v9 ?& bht ...

    - T2 B/ f7 A: F4 W( I4 C" X) z此处应该@testjhy  老师
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