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从空气中取水,民营科技发明神奇的超级海棉

作者: 来源: 日期:2022/8/26 10:57:11 人气:5 加入收藏 评论:0 标签:

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。

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”的形成,吸水能力极大提高。

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。

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。

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之间的范围了。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。

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公斤超级海绵平均每天可提供约2.5公斤的饮用水,够一个人用了。

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。

其实很多沿海地区都缺水,当然缺的是淡水。在中国,北方沿海有这个问题。在北美,整个西海岸都缺水,温哥华每年一到夏天就限制用水,还有专人巡逻,专抓擅自给草地或者菜园浇水的(手拿龙头没事,自动喷淋犯规)。从空气中吸收、解吸是比蒸馏或者反渗析法的海水淡化要高效率、低耗能得多的办法,从湿润的海洋空气里“收获”淡水,应用潜力巨大,而且旱涝保收。

再开点脑洞的话,还可以在洪涝季节收集空气中的水分,影响降雨的时间和分布,控制洪涝。或者黄梅天室内除湿。

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。

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,这也比净化药片管用。

规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。

在医用方面,这可用于止血带。

工业上的应用也是大大的。

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。

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。

转自:https://user.guancha.cn/main/content?id=815310&s=fwzxhfbt


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