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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
6 h4 A% }1 E; D  a- g" E
- u, e5 S3 t+ l5 o  }; 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。  w. w' i! F- B( i8 o

  o" }& l. P- U9 J+ Z3 z  ]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。$ E$ F, O5 o1 o2 _
( x$ w& T  k* k( P, }, g7 {- A
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。% L! z* @% @1 n
: `' r  Y1 ?) g4 W% O
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。% D; R3 z- l8 j! E: g) M; @: q& i5 d

" T/ E6 T" Y% o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。1 ]9 n2 X, `+ R( g# o
: q5 o( U6 L, `
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。
: P0 z* Z! J: T6 R( D7 V
* i# P6 ?# r4 v% j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。+ m  @# m+ B5 P2 ?, j

- P: f& X4 d$ k9 M+ Y, x8 T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。
' o6 F3 P% T( N0 E9 ]. G5 q  K% E. U+ w( g
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/ v1 g- S! A8 L  w2 G% E
# ?3 b' ~! n" d% E9 \1 O规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。. |) G' m) c- v/ X7 D+ r

  A4 W; i6 j4 ^4 l1 o5 p, v0 K7 r在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
) b; p7 c' z" ~6 S! z1 f0 A6 _, x: w6 t! d: M2 s* I
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。
6 x5 j0 G. D  s1 {' _% A2 C- L: c4 N9 I$ E$ _
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。  E0 E# o1 h" _

) V5 v0 @5 p( w0 r8 ~" L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
    前天 09:52

    • 签到天数: 2945 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。
    # D6 J* r/ d2 }, d2 g1 g1 Y5 u6 X3 w' c+ s, U  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。* ?0 _8 p% \8 ?$ r

    , U$ ~" y& Y- e8 {. B+ b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
    昨天 06:28

    • 签到天数: 1219 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 . N3 c  U  Q3 M5 @7 I% [7 l) ~
    水风 发表于 2022-7-28 17:024 A5 K3 b4 g$ ?3 N
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - a# `+ ^3 Y8 a# v, `4 Q* x
    9 }' N4 {: v; 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 ...

    0 h0 N3 [( w4 }- y- @+ l0 z
    5 G8 V5 \  D9 h7 @3 @  ~) x厉害。
    : Y' ~- w: Y' ]# s0 ?
    - c, W$ \; c4 z' J( p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
    3 V2 \8 z* P4 m2 Z7 r$ t: `+ k+ j3 W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ s4 \3 X& T. ]9 H# m6 R

    $ G; v6 J- ^. D; f5 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 ...
    $ D: H. S) a# i# w$ 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。
    ) x9 G2 `" H; y" w
    ' c2 k$ e% {/ {  U! N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
    3 p; h* [' G' f3 }2 l  X, u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。
      p, Y9 P! M; R1 O% c0 [$ `  B7 A: w: V7 B$ z9 ]% x' z& F* s' B
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...
    6 c) A% M& }; P7 g
    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。
    & K3 B7 |& c; e/ h& R2 k% \% `/ @- z1 V/ z5 _& z
    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。9 T! q5 O7 _5 c) `1 _$ {3 e" l

    $ ~2 f4 f$ A. H7 X" J4 H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
    : P: A6 i; [' W  C& w8 M8 {& 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。9 H/ l7 B6 H7 D/ N

    ( T+ O# M; D# ]8 f1 z3 `你 ...

    ! P8 N. `+ D6 H, Y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
    . u+ f  Z5 y  O) Z3 P7 w7 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。 ...
    0 H! f! l: H: I, j4 V! F* 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 01:137 G$ ]- g; K6 ~2 [0 g$ {; T
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ( d; l$ C7 F3 r1 ?( 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。0 c+ \7 a  S  L7 z6 d4 ^9 G

    0 W3 n* `! Y: l6 H/ i, N8 Ohttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 n3 Z) z6 u# [+ I8 E7 _
    这团队还有B站账号，经常发视频。. K5 P) k2 G1 e; M( ?/ n
    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- s  C1 y  J- L) l+ R
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 y' i/ ^" B5 a5 K

    8 a$ X) L3 m9 @& 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 ...

    5 d; z( x* E1 W1 n9 b3 Q- w, M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
    ! I8 n! T$ `& l* h. \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 m) M* K+ n0 M4 Q- C& u7 _

    ! E$ e  v* h. J- Ght ...

    0 M1 t! }( O( r' F  D$ 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+ X6 D2 w) ?; u* b% j0 h  v
    淡化水上用不了吧？

    $ r; b& i" C9 M- q4 m% ?( 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 12:458 g+ W# k2 x% n* k. o# g1 O. I
    为什么？船上也需要淡水啊？

    " o* f' h) o$ u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 02:22+ _* D  T) ~; K2 j6 |0 p
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？

    . R" H; d# B& N7 r( _( @2 j/ E2 U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

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    [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 13:491 M# W, j% @/ l- v( M4 c
    水蒸气里哪有盐离子啊？

    ( i$ I% z* f( w$ u. a: E; `# 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) H& ]6 A4 g6 Z2 ]; F+ C( O* f
    为什么？船上也需要淡水啊？

    ! U! R  ^. p9 W2 T& @4 e% o/ L+ P' v! ^2 `; L- j
    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。
    % R' R5 N* i  p  O3 |/ t0 Z9 N9 f8 i7 m( p: A
    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

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    [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
    8 S3 V" X6 ?1 i9 v6 u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 ...

    ( [, ^% y; ^6 p" ^1 W* s  r% 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。
    4 c' j5 l$ H+ X2 C3 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
    前天 20:58

    • 签到天数: 1879 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
    4 h/ I, J3 N0 Z: u% e+ u) \9 q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 @; w- U0 q) m
    / C; E) j* x4 x7 x" k: R
    ht ...

    9 \- }$ q9 \5 s1 C5 N+ w  r( C! |此处应该@testjhy  老师
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