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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
! q6 Q+ r7 O# \$ q6 S% C
1 y# I9 q) N& }) l$ ~7 z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。: y7 H/ C* K$ b. z
0 W5 `& G% h5 W. ^! e) U3 N
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。2 d% T% Y" p# l$ {! |

3 l7 Y8 t5 X4 ^8 f' z: o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。
# V4 z1 ?, q8 G1 t2 o2 ~
; b. _" z: }+ B  U) R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。! y7 j+ o% m2 y8 B( |, E

5 n2 z8 {) f- 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。
% h$ D- i9 F, L7 |% l, E  ^' t4 r1 f  A+ C
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。2 W6 C+ p+ ^& ~1 m) O4 w2 m7 c& e
  `- Y( d5 j  [) k# t# ^
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。
- k+ B- m8 T( N" e# N; F
+ I" ]! L/ y) E7 _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。. B  ?9 h7 j) Q2 z/ s

& N6 }* \8 t9 _7 i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。% a; e/ Y: X, q' P1 z
- d- h6 c$ y. h; Q# I6 x8 J
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
) X$ `* p& `4 Y* Q& q# D2 C& P) ]9 P. [3 t: a  c
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。0 K  G9 {* x0 O( \  N

/ G. r3 j9 ]' {2 }$ ]- o" G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。( s% f. ]! C5 {  d
3 ]6 U* @8 P" 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。7 R1 a. {8 u* J$ }8 U3 O- L

* o. c5 i9 Z) B  Q* g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
    7 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。% k8 o7 T+ q3 X- ?
    9 t) J* F( W  Y. e- P
    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。' f2 l$ \6 U- f8 ]

    0 o( @& A3 E/ m9 I2 S1 J" g$ l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 13:44

    • 签到天数: 1481 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 - ~: g; n4 b1 J$ s5 ~, J
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ! G  `% g) k, G$ ~这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 j( R* o9 O$ s, w" ?  g& ~9 ^9 w

    ' D0 m3 n- f) Z7 i% l) W9 q8 G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 ...
    ; B4 S, F  Y- @/ e
    + ~  }3 X) A2 [
    厉害。
    - `5 ~; d+ Y- p% q6 `
    ) {7 q) a& H+ [5 b6 \4 f+ ~0 [: 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, v5 q" E- a+ \* Q% h1 n" G
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ V" |4 \6 ^! `. R
    7 w: t! ?) l+ w3 ?6 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 ...
    & ~# Q2 P' T  |4 N% Y; s/ 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。) M! z; e& k& i, X" ~3 K+ ?% g

    7 l; ]6 v6 f# 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
    $ {/ V" e/ O9 v. X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。6 B  R6 U& Z& k4 Y
    0 X: ?* }( V. u* ?
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    5 W8 g2 {2 e6 o8 V7 S+ 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。
    / j4 J4 L+ S8 a( n' i" C/ c# L' }$ y9 |
    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。
    # P( [7 `& j  c/ \6 Z. _7 t' Z" g6 ~- }/ u2 `1 I
    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
    9 \( q/ Z4 Q( i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。/ p% ~( n5 U* r" C6 s6 d

    ( S, O$ R: @$ h& x5 s你 ...

    " j3 l: `6 q7 U( I7 ]2 T, X; Q* ^* l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 P' |0 N/ V$ q5 L% t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。 ...

    2 r9 B8 A  N7 I& u$ m6 v4 o! T; k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' h: G0 n1 J* D! R5 l
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ) h/ Y! u1 @) i- H8 E$ f; M% a) h) i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。
    + R3 N. S: z& d8 ~8 W
    6 Y* Z: b7 n% M1 C8 n; Vhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm; n7 i  ~: l8 j6 N% ?5 N2 K" |+ {
    这团队还有B站账号，经常发视频。3 T( b3 K7 D+ x" N$ w& T" s; f8 I5 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 20:027 g  l7 ]) }+ l; t
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。& z' K) Q8 E- N3 I  Q6 T. x

    ) C/ Q! [2 p' 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 ...

    $ E7 g: k1 J! c- c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' S) p+ J% D) u" q. u0 D
    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。% D! ]" @, @7 l9 T8 P% Z& e
    + g2 F1 y* R2 Y: v/ [) G
    ht ...
    5 K5 k0 Z* Q" S* l7 |( `
    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
    9 u" P- j. S6 F% B/ [6 w淡化水上用不了吧？
    5 s2 E$ d$ m' U# F
    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: v- A  `8 R+ J
    为什么？船上也需要淡水啊？

    1 g/ B: X* @* B' p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
    0 t/ _9 e9 l5 Z6 ^$ h吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    # O5 {, ?- R3 h$ t, S7 C1 o
    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; c2 R5 a& [5 C. {
    水蒸气里哪有盐离子啊？
    , l/ N/ _- h" a7 M: {1 L. t
    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
    ! P) x3 t* j! @6 k4 q' c# l为什么？船上也需要淡水啊？

    ( M4 M+ J& `; ]
    " _/ `6 {6 `0 g; n. L8 J) D% R/ o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。
    # f2 Z4 b4 _7 o: Y
    ' o& @+ @2 H% ^, E: w$ `# t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/ |% ~" v6 |; u: A6 B( l
    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 ...

    ( @  ^( z( R- g8 r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。
    ( G4 K* _% n4 ?) 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
    3 天前

    • 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. B. Q: B+ r, {. t8 l; O0 }
    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。
    ' k( v* e3 x0 s# y: S/ y9 l+ U* s' H9 Z7 ~2 m" {
    ht ...
    : X& u2 q6 d* P$ x' z" O$ M* e
    此处应该@testjhy  老师
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