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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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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
+ t, G$ }3 Y+ k/ J- b% |
5 @! ^+ g  `( I# y- a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。
  A; r7 t7 U- w* c7 k, W6 m4 q' n7 c; O: c
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。
( }7 {3 x8 A6 w9 p8 Q5 }# ]/ P: ~! n" i+ b4 c5 J' p- `
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。; v( B( y7 b: s" K$ n1 X& S
/ x  e. [! ^5 o" C& O4 s: V, a# ^
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。* H  H  l7 ?9 X5 y) ~4 T

* h( h1 V" V- V3 G. v  N. f# m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。
. R: {3 F4 L$ T0 W9 @' c/ Z* v3 |  o( V, ~- d% E" t9 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。
+ }6 p8 G- U8 n: k5 S* r& M/ Z: W
0 [* D+ M  B8 `4 W& A) \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。
4 ?/ F: q; E" q  Q
$ Y( ^3 I4 s2 x/ e3 h, e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。
- {# H' x& u* Q; J( t8 z, B0 `0 R" e5 Y. S) k4 o3 y$ V
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。$ y* d8 t( G9 {

% _9 [4 Z4 z; y) s5 q规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。# p# }( i( w/ d

& G' F  [3 {' w3 h: q/ u在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
8 R, @& X  s6 c; U7 o0 G) w3 d- \- i
1 h/ @! [9 ^4 k: k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。. H, b! q  X7 W% P* }
& e/ W. x5 w: r. ^( [# D7 O- i( F
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。
1 }  K8 ~' O% O! ^& W2 G( G3 G0 N1 u0 Z& m1 O( d
这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    前天 12:24
  • 签到天数: 2160 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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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 08:27
  • 签到天数: 2877 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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  • 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。+ H8 S! S9 o8 C( C' s. E

    2 k8 s8 G2 c; Y/ 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。
    & p& |" u/ L) p  m1 L/ V
    ! J* f0 `; I$ G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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    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-8-3 23:44
    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-7-29 16:14
    给力: 5 +1: 5
      发表于 2022-7-29 09:44

    评分

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 01:54
  • 签到天数: 1027 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   g. s2 ?  k; j- Y4 y8 d, `$ s. Z
    水风 发表于 2022-7-28 17:024 \, b" u: y( p
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / ?+ P: l, R, Y- ^3 K6 }7 w
    7 E3 B$ t- B: 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 ...
    ) O- t* X; d/ z4 Y! F3 N( A& M

    ' |. [' r' M3 k5 g* r厉害。
    4 Y+ X  O8 {) o/ m! ?" @( F4 D/ h4 y& R+ G$ {
    直接把过滤省了。
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    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
    , Q- A1 f" G! Z! }& o! v( W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 ?: p& q" ?6 ~4 B% l
    ! p" r- h  l4 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 ...
    - `' p0 N, Y9 {- W6 S6 L3 K1 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。
    ) f, f/ v, b; G. Z- q8 z2 d8 k4 `& z- 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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  • 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 10:352 _( L  V/ F. ]+ _2 p1 u; w+ x
    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。6 p6 N& E$ J4 A( Y5 ~7 P$ d

    ' N+ x6 N* N! ?5 W4 e5 ^: [  L海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    * s& q3 z9 b( M" I6 T9 S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。& u! l4 y0 M, S3 l! D  q8 ^
    4 {+ f0 C( I6 I/ G2 o/ F
    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。8 m1 r( ?; z6 C

    * ~5 ^- G* ]* V2 U$ e5 J5 F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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    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
    - h  e4 w( Z3 J, I9 W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。
    - Z0 f  N) q/ D! u
    0 u( h( y8 _& u- `) H/ _5 A你 ...

    # h' e- a2 m: \0 [8 V* Z7 ]# 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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  • 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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    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
    # h) m4 n& p* Z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。 ...

    1 y; o' l- q# c. V没有注意到。说说,这也是大事情啊!
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  • 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
    . |  h0 M1 t% Q5 w- h' ^没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    9 n1 g4 e3 Q/ S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。" u8 w# F! K! _  `* I8 R% \
    5 b% v- ?3 j: J# _* q
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm2 C& P5 A2 }, _- B  w
    这团队还有B站账号,经常发视频。" W. ^. c6 C* T& D) Y: p
    https://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
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    [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! a; K* B, K9 ~: B% `
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% k7 n1 c+ t& W) \1 t/ N" s

    ; o8 X- b3 L+ Z, Q/ L1 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 ...

    % A1 E3 {& z% _1 a淡化水上用不了吧?
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    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
    3 C" Y1 T- [0 g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。
    6 h/ u( n2 }, O9 _' Y8 ^( {6 m4 j. V4 w0 a# W6 G
    ht ...
    , v1 Q( Q3 |8 k1 Z- }1 N3 q( q0 l
    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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    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
    5 [9 x" z( k/ p- E* B- y( w淡化水上用不了吧?

    1 `; h% U2 c/ |; ?为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
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    [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
    / M, o; ?! [- @5 K* Y2 Z9 L$ [5 N为什么?船上也需要淡水啊?

    6 e5 p2 T! p( F$ a( o/ c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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  • TA的每日心情
    开心
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    [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
    / x3 b& a, D4 A: @5 n/ d吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    0 l5 X) @( f0 U4 f* r* a水蒸气里哪有盐离子啊?
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    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$ s: O% Z! Z* L, [! S& R
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    7 W' R: z* a2 Y( y  N9 s+ r
    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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    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* d1 U7 g6 v  Z& V8 Z6 l
    为什么?船上也需要淡水啊?

    3 b4 ^( I! X5 Y  j, h7 Q4 }! K
    - M5 O( t) p- M% e+ i" d/ p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。0 `6 i4 ]+ b1 a( h" K' x3 L
    5 b& F+ V8 D* k% V
    水汽里盐分本来就大大低于海水。
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  • 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- F/ J& l0 |7 v4 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 ...
    ) c& r' i" l7 w5 |; E! d
    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。
    + h8 A7 j0 ]! O9 r6 ~# d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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    开心
    2024-9-17 12:07
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    [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( ^, ]6 F# ^; Y; W8 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。
    # ?: L! B: V8 _1 ]0 _6 r  ^* L( j, f5 s
    ht ...

    ! V3 Z" l! k% ]+ r" h此处应该@testjhy  老师
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