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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 / r2 G  Z! Y* e5 n

" {  C6 @1 G  |# C, g* Q5 X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。
$ I& r3 W5 S, B; Q9 T! a1 Y3 M# D8 u( v  B! c; t
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。* G+ ]$ K6 Y+ v

$ A8 I3 f5 N7 J* r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/ R! |3 p4 X- e. w! s$ i/ l) u4 G! v$ 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。. j+ S0 l; Q0 k9 Q8 v/ T
* x% J- f! x0 W: ~: \
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。& Y9 e' x- Q, u; ]  q% M

9 k, q$ }# B4 ]9 Q- {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。
7 t/ o  ?6 _: z. u6 u# C( M, P1 L  T2 w, _0 ?) `
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。7 s: p# d- G9 C0 K# k; e0 f7 P
& b6 |8 h( a- w* b- F
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。6 A2 w/ z) d: D6 P& G: U) O
) q$ V( D8 ?$ t, ?/ D& d7 Y
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。6 L, o8 p% ^# Z, d
3 Q- L: N3 T4 ]# s
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
3 Z. m& E) K0 G* \8 n. Q1 n, N, e+ n2 J. o4 G% U
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
+ b2 Z; w9 m3 j! b8 J
, e# {% o. d4 N4 T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。9 Y1 G6 E0 E4 ~% a2 \+ n
! Q! z6 _7 i# I) g
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 d  M/ N; N( l% P8 f$ m0 }0 ^
$ G8 w% u' e8 j* ~. e! K7 Q
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
    9 小时前

    • 签到天数: 2946 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。
    / D1 q0 U- c+ H0 o" m
    $ G( I0 g6 y3 f; y7 T) ^5 j0 y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。: i6 b4 E# K* B7 s+ m+ o
    1 B- K7 @/ O' o+ q! d
    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

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    故乡在喀什
  • TA的每日心情
    开心
    14 小时前

    • 签到天数: 1221 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 8 r1 o0 T; U, t5 U& v) L, x
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    2 [- g& I1 D! n! R) v. C& k这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% Y9 }$ j2 w6 _9 @, b

    4 r: V3 h3 e: ?" g) j+ S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 h: ?5 n6 ~' T& }' I
    7 b0 Q3 A& c2 j8 v厉害。1 |' ]$ K! D/ ^5 _6 b4 \

    3 ~5 @2 b1 y/ S: n; Z' i2 w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; p' D8 A1 z+ y
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。# D0 [' K. w4 o1 x2 Q7 \

    ' F, b/ ^  H0 k+ D3 I: [' |% 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 ...

    % a; p% F" \' m8 ~5 D+ z0 l. |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。2 m' O7 h" K+ d8 I: U. `

    - g( Y  i) f% ^# N3 K2 v, `7 z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 10:351 y( @+ n& ?, y# B5 ~1 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。! I+ Y' P6 ?$ s* E6 @' f/ F

    9 b8 b1 @7 g$ a) M2 n- q" d海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    + W4 r# z( A7 W/ e/ B3 j- Q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。: M: I0 K, s2 m
    , W* H2 W: S$ |
    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。
    ! E8 r, i2 s% E3 Q& r. }+ H0 S. Y6 c) X5 i2 A2 N" A
    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
    & N+ o  K+ G0 x. q- K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 Y9 L% ~3 p! w5 w- u, T! |# D8 u& T1 j9 o" @" K- V* s
    你 ...

    ; o+ ?* p5 L9 F" t( o. R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: V8 V1 B- g3 P3 O$ u2 h1 U
    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。 ...

    - E  @8 _  o, A  @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
      x; b% I; s* {: m" W8 [/ f4 ?: O没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    ; g! x" g0 M, `8 j; x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, ^) X; r
    ) _4 N# C  q* [
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    % F: |( m% G' P! y! ^这团队还有B站账号，经常发视频。" \0 \  w5 T; K4 x. W
    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, B: B4 e. e' L8 J2 I) X8 P. V
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. O$ a3 T; |  ~% h  c% U, S

    4 K7 g, f  o6 G6 R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 p' k" A9 Y( G' V# k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/ S2 C. r" k0 U$ B- f
    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 ]; y. p2 M. o2 t9 \+ W, ?( v+ x, m5 _! C3 x3 \
    ht ...
    ) S3 D, f1 N( G; H) Y9 a
    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- v. |1 ], Y6 s" H) N
    淡化水上用不了吧？

    : b, W9 x5 Z) C+ b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
    " }+ o$ f# Q3 p  _; J2 ~/ o为什么？船上也需要淡水啊？

    " s' x, g6 W7 W3 h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
    2025-5-2 01:31

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    [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 02:225 H& ~# j1 A1 r& X
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    - _4 k/ ?5 I/ V$ }/ X
    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
    ! w/ C5 G1 M# L, ]' |$ U+ t1 F3 Q/ t水蒸气里哪有盐离子啊？
    ( F3 Q7 x+ t: ]0 I
    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, C$ q8 e% L% z8 c
    为什么？船上也需要淡水啊？

    / Q, @& n. T4 P: W  ~$ [
      \, ~. R7 z, ^" ^  X8 m$ a3 C' f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。
    $ k( I- _, U8 i% Y; N7 E2 A' ?) u$ s
    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
    5 d' y7 K1 B% I- {" E6 L# L$ q. V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 ...

    6 H6 g- F. q0 }+ v/ `* Y4 n. s; L9 G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。
    7 @/ `1 o. C' ~1 p8 a6 I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
    7 小时前

    • 签到天数: 1880 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
    8 ]- K+ ~% i6 @: D7 `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 G9 k' `0 a8 M: y1 Y7 B

    6 y4 [. R5 h: e$ G% Xht ...
    ) L) E+ O% I" T: g& j" O) x9 |  u
    此处应该@testjhy  老师
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