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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 4 j0 ^1 N8 l$ g8 _( r5 l9 U; x
9 X( [" z' J$ r# J; |0 r
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。
* o3 E& y. v* H1 y9 R+ i+ b6 r' g! X  E9 X" T- w# _7 N3 C
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。
3 w/ U3 P9 G$ ?/ T1 U. x2 V0 {
! G8 i9 }! E( u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。9 ^5 m0 O& W# W: [" a
3 R- ]$ ~$ J3 T8 U3 p' b
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。) i' N/ k$ |- s* @1 C+ A
; r+ W3 X1 L) N9 |: `- }/ ]7 a
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, o, ]2 m1 E9 s# h: e, V7 a
7 |, K0 g( G) ^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。
1 R; Z9 }% P' V5 e9 y4 @% b8 a9 E7 E) s6 j+ g! `2 R. y" l- D
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 n; F3 ]' X2 r% ]' r( g% o0 v) L2 X% t6 L
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。
2 _8 f) N/ {% F  ?* K  Y& N0 b5 }6 v- ], b$ t' ?" }5 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。/ ~7 |* E* g. u0 X

- M# K  q  y7 w2 w规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。# d$ |9 i3 E& z0 b
- B) t0 \& P; V7 q! I' c
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。5 s# f  F& u% R) ~, Q
1 T9 [/ Q- r: Z9 _; q; {0 G/ T# m
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。: Q" Y0 k8 M) V8 z/ r+ _2 c7 y

4 _9 Q) d( T. H1 t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+ A( P  d6 W* V- {+ H
/ L5 E% _3 u3 j) K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
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huma
  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-5-4 12:15

    • 签到天数: 2153 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
    12 小时前

    • 签到天数: 2747 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。
    . \: Y- o, r, L: r& O+ S" E. J3 {5 r% h8 z' v4 D4 ]- D* v) M
    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 `& ?6 \& n( w$ O; p2 R

    & h$ k6 t) ]2 I5 ]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
    4 天前

    • 签到天数: 924 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 + Y9 `9 {# a; r5 I7 D- |
    水风 发表于 2022-7-28 17:02$ H8 a' s! u5 ~- ?: V3 d& d
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    5 S5 J9 p( D- A+ k% W8 o/ P
    ( D& G7 g9 W# w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 ...

    9 G5 }) Z3 N* I0 {8 b  K6 {  X% Y& Y$ l+ w5 s
    厉害。
    - v  h+ W# c$ U$ ]! |; X
    0 r4 C0 M  ]: F2 C% t6 f3 L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: @. @4 |4 v( X$ s! s, W( q
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # P- l5 A0 C6 U; d
    # X% A; ~% z0 H& l' Y  O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 Y9 d2 l1 H% S6 Y! e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。
    - q) [2 o4 ]7 ^# Q7 f3 d# _+ I# J  a9 \5 I: O6 v8 g
    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: y1 i. I0 w2 u; V9 L- m" H; D" d# 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。$ |, T0 a$ c- f0 l! }0 r$ P. H

    # x% B5 u% T4 ^海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    ; K) _4 A9 q5 V( ?5 T. S+ _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。. ^$ x( Y: O% B1 Y
    5 T: s5 Q/ w' T; J2 {4 m
    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。2 u4 d2 I; G4 _% W$ r/ `8 @6 ~

    9 b# O6 Q2 V% U- S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 15:509 b1 G  [) l$ ]
    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。9 e9 k* W: F! [
      H# Z; k% _2 f! o) `
    你 ...

    0 Z9 o5 j" I/ d7 H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 09:414 V  w8 W- M3 U9 L: Q' K
    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。 ...

    # l5 C6 v. V3 ^, E% ?8 G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 01:131 S) u, D4 x* K
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ! P* k' C$ _" D0 n; ]2 H4 N0 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。
    ! n9 ^7 k+ d' K  k7 [! Q( Z1 G. ?; ^" j! z2 f, ?) z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm* [1 \) K, `6 F# I+ u  X) w
    这团队还有B站账号，经常发视频。& S5 U& e7 R, 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 20:026 ]7 q1 V5 _2 _, i8 Y/ k! J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  E* G. ]7 {1 q5 F5 z
    - L3 k8 q1 v: |% r8 X0 l9 o( 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 ...
    4 u8 i' G' p8 y6 Q
    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
    5 _/ o1 N1 }9 \6 E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。) Q: d/ f' m4 X7 F- u8 w) P( K+ S4 K2 J0 I
    / k" f: C. [" M  }
    ht ...
    6 T3 D' D4 Z4 V% \' o' |% K2 s
    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
    / G4 P" B/ G) G* |) o淡化水上用不了吧？

    + y, D9 }4 q0 i* K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 12:455 T. X, k1 u+ X& A" G
    为什么？船上也需要淡水啊？
    3 h( i/ h( G/ p3 l+ j+ F# n
    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
    昨天 01:07

    • 签到天数: 634 天

    [LV.9]渡劫
    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
    6 _8 A9 s8 {) I/ O) h8 `吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    # v( F  P3 _- t0 q" }1 t) 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

    • 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 13:492 C  S5 T" ]6 d% [9 X+ e+ H9 l/ P4 Z. x
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    1 V. E  k- U+ N0 V2 I/ h2 l3 w
    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
    ( |' |! D- R, N为什么？船上也需要淡水啊？

      U% c6 e+ H: H! Y( s
    ) m" i: K+ q( @  i( S' f/ r  W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。
    ! z4 \, B. ~! J! k) D
    ; \8 D1 G4 K% @2 g: A# U6 @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; ~: j# o. b1 I
    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 R! W+ h, \: K1 Q
    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。
    . u+ v+ c" F8 j1 X* _* E8 j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
    5 天前

    • 签到天数: 1822 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. ]' u4 u9 [; b* A5 S& z6 _0 `
    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。' y, L! \' m3 s0 V3 k8 r8 r. |

    0 s( I7 q- E/ I  Uht ...

    * `: E5 P8 V& ?' Y8 @此处应该@testjhy  老师
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