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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 # w; n/ v" H1 X# N4 P$ |9 c- \- ]

: ~5 x9 ~$ K0 z% N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。
; b9 H0 H( P4 n, @3 U3 k6 L6 a) E, |  t, @. i/ e/ @
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 o3 e* y, f( y# d5 J$ q
1 j1 T" h1 i+ O/ g: Q
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。3 b0 w; Y$ G( v& S

6 b/ A5 i" E# B# E- y/ ]9 p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。
, L" l) D8 J3 u1 B8 y6 g3 H  Z1 u) A, ]3 p7 P
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。
. s' Y2 t* k1 G$ P' M
. M; _! o. S5 x- ?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。3 m: E. z# R- {" C" D
7 B( b% B+ q; q$ |8 p2 C
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。
5 ?" ^  j. q8 K8 f" r; x: |' W/ k& _, Y5 ^  B
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。
, E8 B5 K8 d+ v! w% C
* y$ @' T; G. e- e( |7 j! U8 h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。
; p$ H$ w: G5 d" e# f3 W6 E! N, O1 X/ A- J
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。3 f% s" u# F" V4 f3 u3 X
+ v4 E& K, S9 I" Z3 N- f
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。, V3 \3 t" z4 p  M2 D( h# e
) h7 n" [& ~; 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。2 k1 h! \3 j3 X5 q; O
2 W1 e) C% x. u
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。
% y1 Z9 `8 q) W- r( O7 S4 L$ i: t4 i* Q1 @# n  N& ]8 Q
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
    昨天 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
    5 小时前

    • 签到天数: 2737 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。
    0 G+ T5 ]" _1 E. b( i. U3 t2 A) y: R$ ?' w7 a& 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/ f4 A; J) E# |: X# `* H$ z' g

    ) i/ x( u2 W# h& g; H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
    3 天前

    • 签到天数: 921 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
    / A! [; G: v9 C; N1 ~: w
    水风 发表于 2022-7-28 17:02$ G7 q" e. P, ?0 t/ ~. e8 B* x
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! y: J/ }6 {# I( z- Z/ I" e* D( ~% M8 v
      a7 f; h# i/ q* T
    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 ...

    " ]+ ]$ v" I8 P# {5 M! s& V
    3 D. P& o; z/ N! m/ N厉害。. C) z$ S$ u$ q  Z
    / N; i' W6 d* o  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
    $ d1 L# F+ g4 p8 ]这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 E4 S$ ?3 r/ ?1 Z$ B% U

    4 O; T' `, Q$ [- c  [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 ...
    & e5 e  a- ^# |! `" P
    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。; c$ x, H6 N! }# ~; Y4 c* R
    $ m0 ~7 m: J0 G3 g% {3 j8 j% y2 b
    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 10:357 j/ |  D% _  S% q# R% 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。
    5 K7 \; j' t9 n; r7 E7 e0 C1 A3 e7 ~0 Y
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    ( `0 f( P1 a  R* j" X1 U8 J' 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。/ j$ h+ ?9 [# [1 q$ T
    1 D' u3 L5 m% ^' Q, x: z7 I
    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。' ]6 Y( g2 B/ q  p

    9 G. [0 \* t5 G' \+ 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( |/ G) t+ A+ j* H% 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。/ c/ _( o9 K3 z; r  Q2 }) e8 ^

    ' ?) p! `* ], V( M$ C; C, O* x你 ...

    ; b* y; `- Q+ t$ q' 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 09:418 u. |3 n5 c# Z4 }5 m6 B/ v8 f
    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。 ...
    # D+ F6 s8 U" B0 Q7 w  f; W
    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
    . [; E: t7 H  B( D没有注意到。说说，这也是大事情啊！

    / l* d" M9 R, p/ Z! A* 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。
    ! s- t; D: H3 l4 a! s" A$ {4 Y( V) V+ T2 ^2 f9 p- K
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm1 c( {- }/ y" I7 s; B" T! n
    这团队还有B站账号，经常发视频。
    . m; n& y# I0 t* J$ Q4 Jhttps://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: I) f& R! e3 M; Z! s8 |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; U' e: n- h& W, n, {9 w) l
    * ]% J, g3 `+ ^& ^& N$ p% 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 ...

    ( a1 D5 [2 @/ I9 Z3 x7 `+ t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
    ; x" G$ F8 d/ [* P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! p6 r! |4 D7 e; {) W1 M
    2 H$ |/ }. e3 i  Nht ...

    . `  _: Y# h5 |/ y( p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
    % S+ |6 I! d' s/ F7 x  f淡化水上用不了吧？

    4 A! w- x- B/ p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
    . K% h, B( n. v5 g6 l) V为什么？船上也需要淡水啊？

    / g" N" ]  [1 h- M4 S  H! Z- @& r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
    7 小时前

    • 签到天数: 630 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% c" m- b4 r& l/ O" f7 M2 ^
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    & h3 F- o- i( g& J3 j0 X+ A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
    6 c& A3 z7 ^9 _! \8 U: v& R水蒸气里哪有盐离子啊？

    ' \$ `3 i; B% o( `  @" 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
    . I( d0 e$ D! v, g) w为什么？船上也需要淡水啊？

    % T# n0 [6 M. j* m
    " Q8 }0 x* {5 [/ _( i1 x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。/ i+ z. G6 v2 g
    5 k5 `& V; q. {$ I! {: ~" e& y: ^
    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
    3 Z0 p# s6 D3 c( _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 ...
    # `# J" G4 f% K' 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。5 H! q$ |" a) w9 ^! d, |! I- 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
    昨天 11:07

    • 签到天数: 1819 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. y: h( D/ b" g! 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。
    4 H9 x9 t2 \( ]$ `8 c
    + Z3 H3 q% W& M: p% Lht ...

    ' m4 d7 [+ H$ K; ~5 _/ h此处应该@testjhy  老师
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