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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 2 A; s/ N9 S, E. c& N
, r$ M4 U0 `5 [3 `0 c( P4 k
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。: W+ ?' A7 }1 S( Q7 r- [. ?
5 D2 g  ^3 m1 S& D
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。+ {# o* |4 D$ u- r
7 g; Y' l5 N1 K. c* |5 d/ S& S* A
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。5 ~) F9 V: |9 a5 v

) c4 I9 `3 W+ c# V) D. m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 q! }0 n4 h0 m9 z
+ L4 Q9 R; Y  U0 q
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。$ U5 F4 b% _# L3 _  Y3 V- v

- S; r: _4 O' S8 I9 Z2 `& x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 A' d  W7 J. K; b8 d% P( R8 O
( k. K* B1 L$ P- [; n( r/ ]. q0 u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。4 F/ s7 c) g, w$ C& I* j$ H& ~7 W
3 q& J% @# ?* p* c" A2 C
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。
' p3 ?4 I0 n( `' Q3 f8 C* n! S0 v' R; b/ S: w4 y! I( N
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。& U/ Z2 V, X2 |# G8 Z6 E* _1 b1 r* {
6 p5 ~6 t$ A5 o# T& J( m/ H
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
# X' u" Y$ Q1 V& \& E
$ f3 H& u, {$ o/ {0 P0 ?在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
; n) E  X" C6 q; A2 W7 d
4 L  w$ l. ]! b/ n* k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。+ \" `/ \4 v2 w# \% Y, ~
' D  j0 j/ j( a  M
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。
& h( H* n! D/ o& i- l# M5 x7 i7 L: y; X8 f
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
    昨天 00:02

    • 签到天数: 3029 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。' |8 n9 z, a" F7 m/ }2 y" o
    . M7 z/ G/ l; [; b  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$ M6 T+ \! u* A5 |- R* O% A
    + S2 |' D) |7 H
    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 18:51

    • 签到天数: 1559 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
    ) o. u# Y2 j. Y5 \+ ~8 }8 {
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    + F, d& h8 q( u这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # g! D6 Q! L, R6 p5 j4 @
    " I% g6 G3 W( p% 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 ...
    . L& X: z# Z' S* ]5 i

    6 t  t/ v0 ~6 d7 k8 ]$ U' Q厉害。0 [- y& A0 y% T

    # [$ D4 Y4 f! A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
      B( R7 J- z' l7 J4 j这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      v! n6 \$ j' |8 b
    & l7 x% X$ }' B6 S- 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 ...

    # o* s6 z" h) `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 O* b1 \' j, y6 J9 R) E: F& }6 {6 F' J
    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
    / y: f( e3 d4 N# B% 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。" j. f; y* l- ~# c  l

    ; k  {& q6 z! n* S( x9 e+ h海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    # v+ `2 c+ V9 B: |# V' e2 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。
    ( z8 p8 T( ~( X8 y, N' h: c& i* I7 j# a
    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 j4 r& p7 ~8 z" x
    % m& j2 w2 S3 f3 N8 p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
    $ o& l' h, O3 {+ y( {5 u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 O8 R; A2 D0 g+ G
    # R. l' R3 ?9 L, B* l  D0 ]你 ...
    ! O, g6 n4 e) Z# {# 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
    ) [% @8 `9 M& O$ z& W" R- v& w- \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。 ...
    ! E2 ^* M  [5 ~5 E/ K2 e  b5 }3 d1 t( 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& q1 F0 [" U# [9 X* [. ?2 W# m3 Y
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    5 W# B3 R" D1 O# b- 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。
    $ ], D5 }7 g$ w3 R1 j0 S6 I7 s' i  Y0 e; {
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 g# g" `+ `: v/ t( y; G; H  n
    这团队还有B站账号，经常发视频。$ H: R: \; C' C( Q$ `) j( C
    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 w( F1 p! G* q) ?4 _4 H这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 H4 r2 o$ {( c% ?, x) e3 N9 t2 g
    5 \' p% |$ s7 l7 b3 l0 Y. N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 M) I& s3 v9 D. j
    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# v0 L7 \2 L! z+ q2 U
    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。* u& k3 G( ^0 U

      e) J/ ?% J) n4 Wht ...

    % U5 r7 K  m- F& N2 M* D0 a3 }& o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
    ) o$ H; }2 n9 `! X淡化水上用不了吧？
    ( |/ X) |5 ?# e9 N) J' a, q$ n
    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
    " w$ L! A) A! z/ j2 ]: @为什么？船上也需要淡水啊？

    4 P. U6 m! t! z/ z8 j. Y8 ~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 02:229 E4 O$ z7 |" u- l% c
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    ; v  ^# p( Q* K9 e8 U: 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 13:499 i1 ~$ b! n7 c2 p+ f. s
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    - H8 w8 u8 ]+ e+ m* `# T' }' B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
    5 P! p+ `9 B) B7 X) |3 U3 Y: @" E为什么？船上也需要淡水啊？

    : I( ?6 z7 i& `' Y* A
    8 b- `% r( ~+ R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。7 M: }( W+ h9 V/ p* ~4 M
    ; `; b( B! l9 q
    水汽里盐分本来就大大低于海水。
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    景景行行
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    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
    " z( ^$ \4 {* \' 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 ...

    ! `( N% e# `, |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。
    ! U3 w* ~* I" c% G6 a* P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 14:27

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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  w9 V5 |, d1 r$ I6 ^- C0 T
    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。+ O2 A" ]2 o% |. x# J3 \) Y: O( W
    ) V. z+ y- m* a6 E% M* X1 `
    ht ...

    # A" K+ k& Q; s" x( C& k. P. n4 p此处应该@testjhy  老师
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