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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
, B6 H/ c2 v4 \5 @3 L: s
4 X: ^+ ~7 F. |5 V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。. A1 [4 T! ~. O' v2 m% t2 H" e- R: }

, O  _: a" h. D& M  e2 C4 e3 g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。
" |) e3 e; _2 Z" M; b, X- [) D' t( X$ S5 [
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。9 D- K/ c9 a- U  Q$ s: p+ K

. ^, p( E) L4 m4 w& L0 ^& w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。
' F) v9 k6 d; A& c8 ^7 r& E2 l( u, Y! |% m  Q- ?5 i+ H
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。
2 |, N+ ~0 }# Q" `  U. Z* D" [: `% N  ^  A' m2 p6 ~+ i
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。
, e9 O# _" ^% Q9 R5 T" ~- Z% ~( p' T0 \5 r! P, i* m1 G, }
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。
& R, U4 k7 I8 g8 `. C! M$ n- d5 M/ y* S0 @. d; {
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。  {* v% V3 p9 H- C7 z$ k! ^2 m

8 Q8 p! b/ t* V# ^0 J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。
% H) z. @  x" A# ^9 ?7 G# q( N" f( F+ R
规模化后，在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
, B4 w7 I  R% n4 P: o0 n; n; N6 g0 X5 H. U( ?
在医用方面，这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
4 {$ A; l( C. S/ l  }0 |( A" o% m% d9 @; y+ S1 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。
, E9 a# C% _9 z3 [4 C5 y; s( y  @+ X8 |7 ]- x6 B
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。+ m+ i4 e- R5 V: N* Z  J7 S5 U

! V  [9 [6 S: |4 c: _. k- V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
landlord + 12 涨姿势
jerf71 + 10
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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
    回复 支持 反对

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    料理鼠王
  • TA的每日心情
    慵懒
    4 天前

    • 签到天数: 3100 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。
    % i1 d3 l+ x/ O$ d+ B2 P+ @7 r0 V# s* Z( B& p2 u  `
    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。$ t' u; m8 f" ]2 A3 c
    + Y2 h% A, |# I/ P3 ^
    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
    4 小时前

    • 签到天数: 1635 天

    [LV.Master]无

    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
    + t* n6 r( ]+ p! }& R
    水风 发表于 2022-7-28 17:025 D' N9 }+ p: R  Y5 P6 n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 Y# v- |! ^0 M4 d7 Q

    $ u. Y$ U3 n% N" @- A9 G/ x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 ...
    % ]6 d- w' H; E3 Y$ H9 [( H% b
    % T0 ]; c' h+ a% N- I
    厉害。
    & R, s  k) n  C5 n) e2 |
      I* Y, E4 h# v& v: k" ^# x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
    * z9 @6 f. _$ K0 M; t, Q! m* D+ J这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 ]/ u3 k$ G# ^6 l1 G2 L
    , W7 J0 ]+ ~* B/ F4 c9 J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 ...

    $ X8 _2 \) X# R! ^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。1 h0 W4 t& G  f! K- K8 E
    4 W: T) c" j* ?1 P# S
    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
    " @( J4 k5 a. O3 G, ~# 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。  `4 Q( b; l( C9 q' S
    ' Y9 y: G" J+ V# R7 H" ^4 m) g
    海岛上是大用处，船上也有用，军舰少带淡水， ...

    5 k5 r- f! u( S6 R# }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。) X+ F# D5 @0 I; J7 ~9 |4 ^

    ' z6 F; Y4 s1 i, ?2 d/ ~7 A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。, r" O: V9 C- U; ~/ t0 m8 |6 r* {
    8 s# b: ~& O  k# U) Q9 S% l
    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
    0 n$ J2 o1 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。* H( c  {" k" H. ?# a6 [7 ~" x3 J) T

    / M0 B" `6 X: D5 d# E你 ...
    ) i% k! n- m& h3 n
    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/ Z6 u/ A6 o5 @5 T3 G2 Q! ~. M
    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。 ...
    5 c3 L2 N" ?! \/ d3 M9 T" p
    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& }$ C) Z: f+ e1 s
    没有注意到。说说，这也是大事情啊！
    ' {$ t/ ~% H9 e6 b6 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。
    . p7 u: I# ?7 Q/ O* L% a0 c9 G3 V! {  z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    , q% Z3 v& x# x+ ^+ l* r: e- V这团队还有B站账号，经常发视频。# G- }1 Z1 F" G5 K# t. Y$ x: j8 X
    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. p8 T" ^+ H+ k- S8 {
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    + Y; R; O/ m/ ^' g" B; G/ ]& Z) k* t# e0 @2 \
    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 ...

    7 N1 A, I; @. b* z5 ~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 10:185 d; x6 Z. ~: _# ?- _: e2 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。! f9 _# f( z5 L! d
    7 F; l3 x6 l7 \" i4 p' d
    ht ...

    # Z: U8 D) X# Z0 X  t9 h$ b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
    ' o/ u/ p$ Q* l- e: d1 s淡化水上用不了吧？
    * }4 D4 e1 S5 I& Q
    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
    $ f  e" u! Q& o" ?: L8 _; O为什么？船上也需要淡水啊？

    # S1 M& ~9 V+ A0 {" \  t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
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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& u7 ~' o0 N+ \. d$ r8 D1 x3 G
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来？不太可能吧？
    4 l1 ]- W' G, d6 ]( C! I" s! t  b
    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 13:49
    6 Z  o% Z2 Z, G* e# C水蒸气里哪有盐离子啊？

    / J& @( M6 A2 e1 m* a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
    1 R% h. c2 ~% n6 ^  V6 j为什么？船上也需要淡水啊？

    9 G) J  X. \0 J6 W+ _' f: b% L' H5 E+ m6 }# n3 t
    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。" C5 g% d& _, ?- G" O2 \& r

    ! h7 N. p7 g8 E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
    2 T, L( B/ d$ W+ B, b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 ...
    3 z$ ]" ^% T& p$ S! v; ^
    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。
    * c; h6 c2 M' c% ]$ W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
    2026-8-30 17:38

    • 签到天数: 2008 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
    2 d5 K( q* ^8 A) i6 J6 t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。
    * _& P0 c5 H. O
    ( V1 p( A' B1 V- y6 @4 lht ...

    ( f: {8 Q7 Z- v: G8 u% w( }" L- H此处应该@testjhy  老师
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