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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 : Y* N. P+ U- c/ n. a/ W& m
" y! u; _! g- ?' z, 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。
4 X4 ?: I$ x7 K
. Z4 T9 ?7 t3 y' X: G/ ~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。* M9 E/ _% u: s& K% T

& s" j/ s7 Z$ d6 K7 C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。" Y6 I; u$ U7 D" x& I0 ^" S
5 A1 P6 w0 Q2 B' S5 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。
/ T# s, L( N/ s0 i, o5 q* T' t) m0 U7 I, 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。' w% L3 m- ~4 K3 P8 _' D! e
3 ^4 t7 B+ r5 \) J1 d, S& x# 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。
( ^) S: }" K2 d  R3 q+ U- @# n. K
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。$ [  G3 K6 q3 o6 g; j* W
1 V5 G4 N/ f8 Q; a  }
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。3 H" j! w' S5 }, Q, v% O
: L! ]. z- K6 l' T5 O0 V* K( 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。  L$ x/ g4 u7 Y; c" C
* ?' t0 W  y% e: I+ ]# X6 r
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。2 s$ Q5 a7 V& L4 {, K6 t
6 D& j2 `0 {- @5 t1 s1 d) t
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。" l, J# }! G1 Y3 V, S2 U1 g
1 s" L  u3 n0 a, O; O
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。
) a; j* a8 z) O* q4 p. h. O( {( s
* b8 I" D: @+ m- R. H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。
. s8 m2 G  |# |1 ]) E
  }) e( G: ?5 |8 o: ^. {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
    2025-6-30 08:53

    • 签到天数: 2967 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。: w' G- _# i* A

    * z0 k8 ?3 K9 o# n, 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。
    " Y& y4 H- C- ~$ Z* i' e( |6 H( H
    ) X  s, V; C4 ]1 [6 Q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 13:18

    • 签到天数: 1276 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
    * q$ Z. V1 I6 ]) o8 W
    水风 发表于 2022-7-28 17:023 f3 M; l" m! t
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% ^( X5 v0 w% _
    % y2 W) d: L8 G7 _2 o4 n) S* 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 ...

    4 A/ X; |6 z7 Y: {7 e
    / }8 R5 I3 f3 T( m/ \. Z6 w" W) |( h, }. g厉害。3 x% B# e; N% ], ]( ]# r5 x
    4 c7 T1 Q8 U- u5 n6 B$ 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 19:022 j. n7 c2 U2 h
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 L7 ^2 m8 \  s+ q

    ! C! f3 ^4 O( C& Z0 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 ...
    2 H4 Z( J. c- Q" [
    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。" f$ g3 h& O7 p# q3 o
    ) [6 f  s. J$ |8 n6 d; }
    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, ^/ |  @3 l' e) 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。/ x# d- ]  h" O9 A4 [: y

    . k: |: f; r$ X8 g# V海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    * W5 d- }, ^# q' k( ?0 F1 L, J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。
    : ^6 g% m7 Q$ L: s% e' Z/ c! L0 T' X7 Y  D; 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。. I2 V, J* P, Q! b' }9 e

      R4 s( l3 i" s" @' b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
    + q1 N: U! _; C) B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。
    $ {, s& Y5 f- g" ?9 E& N6 N. O6 U! E( h; L0 l8 Z: ]! L
    你 ...
      ~9 Y- j4 g- q6 W( _% k0 J
    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 09:411 u- E' q, u/ T2 x+ O; s
    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。 ...
    + C( ~( U1 |- l* b- T
    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 01:137 l3 S/ D8 P0 ~1 p2 s9 ?, _5 z& O
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    3 S: ]8 |& u' [1 r: C6 n
    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。6 C4 M6 l7 U+ _2 ^& i+ ]& ]/ r) H: z
    / A. P2 ]4 \, t$ }& {5 \! I( d; _
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm3 X  ~  x' K8 N9 }
    这团队还有B站账号，经常发视频。5 W% t+ ~. v$ z9 O' f# m. 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 20:028 u4 M: X2 J* L$ N, d
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    7 A( h; [" M4 x" x
    - l; a7 Z8 \' g% B) 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 ...
    * l: h( N) r6 r, f: E& ^. O
    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
    ' E) ?7 Z' s- ?* d1 r8 v. 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。3 T# Y# q1 K; _/ v8 b* @7 B

    # g0 c% W2 r. X7 f) W2 yht ...

    4 g5 s1 M% k. U8 t. V& 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
    5 |1 S7 V8 @! R6 i0 {3 b, t3 N& w# G. i淡化水上用不了吧？

    , K; R9 u. n* |4 H  \. Z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
    $ a# Z/ a% ?* o- l2 D' C5 _4 j0 B! b为什么？船上也需要淡水啊？
    * m2 g3 I4 o- Z+ W/ o3 w
    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
    2025-6-26 03:34

    • 签到天数: 793 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" x# u. Y% t/ Y5 |- z
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    8 D2 {$ `- L1 |" ~
    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+ \7 Z8 b7 e8 i9 b
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    7 ]( E. p6 W/ ~" L% ?0 p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 11:456 [, O# u. o3 e3 A
    为什么？船上也需要淡水啊？
    * N- W# c2 k, H5 I$ M8 w' X8 {

    # O0 S% L1 ^3 o- Z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。
    + s: a/ g, S/ d5 b) ?# K1 ~8 M1 q
    % j9 i; c$ C( U  S. b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- e6 o0 D( X/ n2 J% ^; j; q
    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 ...
    4 I! r" Y/ |* h2 O
    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。
    8 D- |  {4 t! r/ F, T8 C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 22:16

    • 签到天数: 1892 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
    / j0 }3 [) r& m4 l5 V& Y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。
    - A2 e5 U& s$ }' r3 p) ]4 f
    ' u! w, R* h- w. W+ u5 _ht ...
    2 h. ], p9 _1 q
    此处应该@testjhy  老师
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