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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 # E. n. v' f1 h9 W* J( A/ [
0 ]8 x# _$ u9 J# a1 \* y
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。% {: O1 Q$ K% e4 F
" q1 U1 @! I8 @5 i
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。' Y. V& A# c) }9 P" q6 ^$ G; R
+ d2 s8 b/ P, D! f0 P3 _
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。& t) O( z  K/ L8 v. T: c2 K

# y* `6 ^5 K' p7 d! q+ \8 N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。0 u( n" R3 I8 I# ]1 d

% I9 P+ v/ t5 {0 d" {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。( K9 C* I) T( E7 }0 H! O' h1 i, v
% e; E0 \, }/ T& A5 r/ k4 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。
0 w0 I1 ]% B9 j; q, D8 \( y) ?+ x9 W) [; C$ 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。6 j! F2 @, H. P+ J# H+ o
  R5 g% E  f* M* F3 D
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。
. x, A% i2 O) [8 i. i8 p
% T) s1 X( U0 s- W1 {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。
  v  }3 [& g" v7 j4 N* g) R
# M  ?3 Q1 y+ M" V" P9 g6 W) A9 X1 j规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。* a0 C+ g! b$ e, P  H  r) [, _
! w: h2 g0 e8 J# B) V$ C$ d3 M
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
/ G6 S7 y" }2 Q* E7 w1 q& W2 P- d3 n/ {' N
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。
* f: {# x  {2 M& b4 J9 y! p0 F
0 o9 |- R. T4 q) F9 m1 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。
# p& O% }# h) c0 h! ?* ]8 c3 @1 L/ B! K0 ^, s
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
    2025-12-29 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。
    3 O) v1 C2 |0 U8 e) u6 A+ ]' M; I* [2 I7 `+ a7 \
    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。
    ; E, U  E. {+ [9 }. P9 S5 K
      \0 l& z6 d( |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
    前天 14:53

    • 签到天数: 1460 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 ( N/ j* q' X  n5 V' r" d1 q' G
    水风 发表于 2022-7-28 17:02" `' S$ m# z3 y3 |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 O; S, T7 {+ c& g0 c2 w* N8 h  L8 T! L9 z) 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' C4 r1 w+ k- u: J

    9 }/ i, P* P# ~. w4 G4 S) g厉害。4 D7 H4 h( P$ _: I

    3 w# v' L6 ^$ L  {" S+ N6 w2 ~3 H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
    6 E# J0 j0 M3 b. {' Q这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 S; M  v1 d! n, w# N8 s: ]
    2 c( b! [  h2 z# R( }
    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 ...
    % U( `& c; I- c" X" f( C: `6 I9 d
    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。
    7 w: N0 u( `- t+ Y2 k! Z  F& P# q8 k) D# z* R
    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
    ( X( ~) h6 E$ G3 }& D% j" U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。% q8 q4 O9 @8 i6 t

    " S4 P9 I4 \$ Q. W" G3 r海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    1 K% U, S' a0 z" D
    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。! P, V8 `3 e. p8 D9 H' ~, |5 g
    2 \* \) B) x8 ~+ ?9 |; x
    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。
    1 n* B- g$ x( U2 }5 A0 W: a" @1 B/ x, n; H8 ^2 F4 U5 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 15:50
    ) e+ s; i# v2 @& 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。
    5 m  M5 D6 o6 c' f: p( G/ S
    ( ^$ G. k( ~/ a, t- s你 ...

    ( O0 N% [( W* ]; `5 b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: ?/ Z) ?( k* O) F+ n1 Q
    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。 ...
    , V$ o# C' `8 K1 {9 V0 E
    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
    ; k7 B8 ?! `7 U  T没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ' z0 a- B$ [7 `9 O7 i$ N6 v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。
    * `' B4 j. C8 f+ f$ c" G  j" a; S8 ~+ h# @! L% l8 ]1 [; g) z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm# L8 m6 c5 q5 H- z! u
    这团队还有B站账号，经常发视频。# J6 U. e$ J+ c9 B" j; \
    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
      P: f6 G" _- }这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) t$ l- m$ Q2 R, X) J+ W  I
    4 o8 x7 r5 ^" b* Q
    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 ...
    0 L% X7 V6 t$ x  e4 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 10:186 l, n4 d7 F' 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。
    ! G/ G! n7 i$ a$ `7 a, V3 e' D& `+ m* A! H" i. P
    ht ...
    4 i+ T1 b' c6 e, @9 u/ K
    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- K- c! e( w7 q7 P
    淡化水上用不了吧？
    4 \6 U1 {, c# v. C: a, i% f
    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
    # x% ^6 I0 v' v7 z5 e为什么？船上也需要淡水啊？

    * a* q3 U) i: B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- O. B# w' `# B6 @8 ]" f
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    8 z7 S$ g2 ~  B: Q: 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 13:49+ a. B# q3 l0 f6 z) p0 ~; N
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    + K/ l( g5 ^& T7 I& z) ~% D* M
    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
    0 N. p/ j8 _$ p- f# P* {8 P9 K为什么？船上也需要淡水啊？
    # Q+ ]) U' d8 d7 R! x
    # _* Y- S: K; g% `
    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。
    / W% g6 T# H& w6 ]( x$ v) E: \, Y5 H
    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 01:44
    % ?6 I0 |! n8 u( U2 S  J2 ?$ @( P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 ...
    # y9 b: r0 `! b7 K
    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。
    4 A% l. D% x5 [( |8 P7 |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 12:08

    • 签到天数: 1958 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
    * S) }! X! n2 Q" P$ H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。
    $ t4 u" \2 L$ _) z" m7 P, H: @9 m+ w8 f0 k3 W
    ht ...
    - Q/ ^( e7 i$ [
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