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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
, X2 o0 o! E. w9 D& S$ b; {$ C7 d2 `  G* A1 ^
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。
  V7 E. F* ^5 R5 M# W& f1 s6 ]7 y$ J* 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。1 y& _: {. P6 M+ ]/ W/ X
: F& |/ R6 e; T5 }+ a4 t
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。
( Q" [! E0 o$ J8 ^* |. O( I' J3 Y# A8 `8 X. B6 G* V* ^
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。" ^1 ~( O1 u$ ^1 Z4 {6 S
! A4 O0 X8 u% p, V
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。
( k/ b9 R7 A# g# u* y  g) N9 n+ 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。6 f0 O- \" ~  h4 t9 ^  K

0 `: S8 a1 r3 i! u. f! e& v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。% }" w" ~9 e: h/ P, x! y! e) P2 x# F$ e
1 F: s0 d% }" @# p5 I" 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。" y+ n+ S( }. y4 l- i) s3 X) a. A

: s# U8 K4 v% \4 ~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。
9 W$ {" ^' V3 d6 a$ @, c( G$ G7 a7 c. J5 C" I/ e  {+ d
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。/ e" R+ N4 S3 [

" C9 i, V$ R0 U在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
* M& ?- g1 n% Z7 c# E8 Q2 F- \- p' s; H: f) c  {
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。
  N7 N7 v* E, z* {' ?
+ [  {+ g" M4 u, r" D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。6 }6 ~9 g4 f% B" P
8 P3 o* a+ w4 Y9 r% R
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
    2024-11-9 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。
    1 }! N& X! [. n/ {
    9 V9 Y; h2 g- x, J5 \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。* c( j$ Z' B! j+ l9 [& h. _
    % B! E* z9 T+ G. o
    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 12:36

    • 签到天数: 1442 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 5 L: z' `5 \: q! z7 _" o
    水风 发表于 2022-7-28 17:02- \- ?  j8 X8 i" _
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 y0 z* q$ m; V% G

    1 v( E8 V, V/ @  f& F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 ...

    . A% ^6 q2 r. q# Z6 M$ G% W' E$ J# l! e# |
    厉害。
    9 z8 O  d2 c0 _' [5 t2 y8 T
    4 K& X8 c1 K( R4 U; I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) K, ]; P! ]* @' m" T* J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。& t! y3 U4 q# }: P1 |

    / x( B$ O: H0 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 ...
    , F% m4 y; I* @3 F. w2 {1 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。
    ; ^! ~9 B9 T! p1 a$ c3 z' h* b+ q& m- g- A" q  W( Y
    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
    ) h2 u- [' e( g. e# g; w7 m: ~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。
    8 C9 D7 e- c+ w2 v5 U+ q3 G! k1 b$ r
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    3 D% _% V8 m9 h
    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 V; |: o6 L) O+ r  L+ `
    5 s% D7 |0 ~- E; Y1 T8 x6 `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。! a  ?7 j/ j2 M2 T8 B- V6 r
    1 c- r9 ?6 y" _1 V% z. I. o2 E5 M
    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 15:503 {. ?( R+ b- U& t+ M4 h2 Y
    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。& v( C: b" ~7 e; `3 c

    6 G, J' ]) ]9 m你 ...
    * ]1 S( w' z9 q5 f) z7 q
    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, w. o& D$ e0 v6 k1 O
    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。 ...
    # R5 h3 q1 l( g: _& i& y1 F
    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 _, ^- j% Y3 B; y3 d# y4 ~
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ' E2 g7 s- D7 O5 g
    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。
    " @1 L" z& f, L' n: A, K' ^6 e7 {
    ) _: ~8 `) V) y, Dhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ; Y8 \- I, q/ ~$ i这团队还有B站账号，经常发视频。/ v4 Y# h8 a6 c3 B: Y5 [* z5 }( L
    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
    7 H1 k9 i! D1 W- G3 [, L/ H这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 n4 o: J, ~: j1 z5 {2 }# O3 t% C4 Z! Z& f/ 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 ...

    ' \( S8 Z9 }+ F/ ]5 r% m6 N/ h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 10:183 Q! f* Y5 i- e$ s" Z6 f9 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。' q3 `4 ?- D, S" o% g$ Y
    0 G0 |1 \# M( ~3 d+ ~
    ht ...
    ' a( F) r; Q2 a% `( h* K" X
    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
    3 i5 p8 p; g5 s$ T淡化水上用不了吧？
    & b& g& f0 S* ^- R
    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  N6 G) L& M9 O
    为什么？船上也需要淡水啊？

    ( s, z& f/ u% k9 a- f/ O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
    6 天前

    • 签到天数: 814 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
    " M5 H- o* Q, p8 ~2 M5 ?. ~: z8 [吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    2 E' s2 R; I7 \! `. l
    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
    3 Z; T4 G, ^) p# J; X7 O水蒸气里哪有盐离子啊？
    6 ?1 e6 D, y4 T' v
    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
    4 g" D$ n) W* I5 U为什么？船上也需要淡水啊？
    6 \. {4 q" N! o: d- U8 t
    9 C: `7 s8 ]/ U
    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。
    8 g- B" @+ t- H- ]4 V7 s4 u: x7 o' b" n3 f) T2 W# R& G$ x/ P
    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
    . M+ J. p- E& b3 d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 ...

    0 }( o6 v0 v* 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。
    1 W; x7 T1 I+ A3 P- y' L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 19:34

    • 签到天数: 1941 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( g6 e  t1 Y9 Q5 ?( 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。
    ! U, K+ T( u) \2 p' C/ w
    # M. n  j4 l" C6 n; H7 {- `ht ...
    2 \# J+ R  g( M. m/ s; K" ^
    此处应该@testjhy  老师
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