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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 + Y0 b! h! k: c. T

/ o4 w' p/ U1 x5 N3 V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。
. R. Q  m1 y& E& O  X
% ?. t8 _4 |+ q: `0 k$ r; x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。
+ t$ g, Y& l8 A0 ^" q
  `+ e2 P' k- j4 L$ D4 W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。1 {) {. l5 _! M+ b1 x

) L4 v# n2 B/ O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。
. N& O" L- C7 E* p# b% [0 Y/ k$ i  y8 N7 U6 G/ A" K
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。) K8 }5 z1 h; f* H

( H; S5 r3 Q* ~5 ]( 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。
5 [  u8 ?0 X9 c4 }3 ^! [7 _
3 o9 S$ E' H) y: T, c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。
0 T; b. `/ v. j. M; w5 x) o- e# d. v" \6 n4 ?0 Q
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。
, ]/ K: x8 @2 R3 p% |- ?/ k
. x/ X2 Q& E* X7 `4 L' }2 [: ?( R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。2 ?2 K6 F' b* Z  s  |7 H5 y
! ]9 G3 X1 l9 Z) d3 A+ b) G8 q0 M
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
$ ^% I3 C1 x* ~0 d2 E$ U- Y
' F3 f5 H, |0 u$ v0 i4 u在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
1 o( U1 Y" s& g% q' Z0 t% ^6 D( x5 ^: Y: G- A. e6 E; p3 X
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。
& U% ~9 N. m8 G' ]% O  ]$ y( u+ T. L% s5 d& i) E- z6 ]$ Y$ _+ 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。+ v) I$ i! G3 l8 Q1 x7 l+ U- B

" X% L, d4 G0 G& W' ?8 B3 j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
landlord + 12 涨姿势
jerf71 + 10
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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
    回复 支持 反对

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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。
      Q: G0 f5 l% u; ?4 `( n
    - q. C9 H2 p) Q) N3 H6 a1 F  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。
    4 d% ~/ x/ i( @# f& W3 J# z
    ! m" I7 ?0 h& y, u" W/ I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
    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
    : u2 e  I1 H, T, j1 p: d
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    " i$ C- a' ?4 l+ |" }0 o. j+ y  O这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。: p, L8 [  ~4 G7 w" Z- F, T0 z

    8 x9 l9 M4 y/ x4 I; C" C& 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 ...
    5 D' q6 W0 y: c
    - H+ E  g  ~# p+ Q; E
    厉害。
    : N0 a% c0 r0 Q- |) [8 \4 }
    9 G! n9 e7 X) c" H0 D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
    % N: H0 W5 Q$ R0 I6 B, q' a这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。# _% b& U; r" [% O
    4 r; ^4 x  i) ?. Y: a9 B5 f0 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 ...

    # d5 r. K' C0 l4 }1 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。
    ( G, z5 u  A5 V; e2 t: U4 {- Q* P. _. K' h2 h8 L
    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( J8 ]: n' w5 o, ^& u9 b$ 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。
    0 M( g* l& R6 z8 x* G/ m7 |
      `# g  ?8 v4 B* ~8 I海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    % K5 @* M' \9 B. x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 o6 L; T6 Z: D' O6 m6 E4 T9 m, @* j  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。0 V% g& X3 W( G3 c

    # S  `( A1 j5 S- ~+ 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" a6 q3 T. i( X" [" g+ ^* ?
    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。
    ) E' f6 l; u; C6 o2 U. c% W, C7 U3 L
    你 ...
    ' P- x% o4 h5 Y) Q. D* 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
    $ n% C* `& U4 r" R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。 ...

      Z! p# X0 L; T7 {) ]+ y; j6 I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
    % a5 ~. N" j8 R没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    7 B0 R8 i# t7 p7 i; Q- f/ Z
    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。2 m0 e6 g" a4 i: n# h: ~" e  p& F

    + N9 I: G! S# T% M$ a3 i3 C) fhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
      l6 K0 T3 @; o+ Y, ^这团队还有B站账号，经常发视频。1 U3 s7 B# J" Z# ], t+ X6 A
    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# t# `! p: f, T% h2 u: B: w
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! l* [" L! M- b8 g; j( L) \- R8 M/ H5 E* |4 _4 a1 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 ...
    & O! V3 {. B- i7 P% y0 v
    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- O- p) H& _  F* Q2 ~
    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。; S, Y. a" m5 n; B& {

    8 t& O* ~, V3 L1 E) Uht ...

    / h* |  f5 V! E& s2 T5 O: Z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
    " w1 {% k( u/ F( T淡化水上用不了吧？
    5 B5 q. _1 Q. i
    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! _3 j; U, Q& |6 X* U! H2 j3 @6 k
    为什么？船上也需要淡水啊？

    5 B' T9 n$ `; \4 \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
    : U! c! O: z. I2 a- ~吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    9 O/ V7 l- _, `9 H
    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
    & ]  v8 a* `0 ~2 v* X6 l水蒸气里哪有盐离子啊？
    $ \$ t1 g6 O6 u6 D# H- Q
    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 11:454 q0 W6 [0 O9 `  F
    为什么？船上也需要淡水啊？

    2 Z4 Z! {5 Q/ E+ y# e$ c2 [3 w% E7 @( 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。
    % n* o9 |% N3 i* S# D+ v$ e8 W, {6 _% I: g: a' o# u3 D/ S6 g$ 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

    • 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
    + \- v' B/ G4 d6 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 ...

    7 |6 Y0 G" |5 K) O% b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。) O# @6 E, R1 m" c: h9 d% m
    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

    • 签到天数: 1969 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
    ! _6 D7 b/ n, j# e& _+ Y4 @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。
    $ [) U3 T6 y  T  q. ~# Z
    ( F  O2 V3 F, h; i5 l* Nht ...
    : D# N; Q9 z% O/ O+ w* _
    此处应该@testjhy  老师
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