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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 & L9 ~$ G! K7 {

8 i" \+ S# j0 S3 b. f6 \" {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。
, I5 v4 A9 s+ \9 h' ~+ z/ m2 v( d+ u' g1 a: c- \7 ?6 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。3 ^( h( b8 i3 M2 J' A

% P' E5 q4 ]. H' Z' @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。2 m; K% B/ x! d" y$ A4 x* d9 q5 G

2 t( c9 b) j# r/ H7 ~0 i5 k4 x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。
- @( J8 T. X* P7 Z9 r* V' T7 E  k+ s( d, Q, i9 c: Z7 ]6 R  Q' ?
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。
+ D  E% p: I/ H5 o$ A. P9 v
' D* \, ~/ i. |# `/ 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。  `- p2 H( T: Y7 q
0 z- x, k" R% b* d7 b
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。2 f4 ^* B2 m8 _
4 w6 z3 x: e) Z: @
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。1 A8 L# h( B, _5 [' B; n8 t& L
$ R$ D, a3 o! e- l# U5 b
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。8 Y0 g& }+ N! C3 I  b. \4 s
7 N( `6 I+ b7 s, d: I1 N
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
7 S; b0 ^4 a4 W/ R4 h6 }& I' r8 [% j% a6 m* H+ u* W
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。- G$ c8 r3 V/ I

  I8 A3 e: ~  y1 j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。
1 a" q" T4 i' G# K0 U
, V/ K0 [. l4 i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。! F8 w1 T1 r3 X0 [# W
0 v% h. p% r9 K; G9 `+ u: y
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。! N, r3 Y- G# R+ z: z: h. `5 \

    % }6 r  s! i+ \* Y( 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。
    2 J1 f8 q  c+ M  }; N8 ]# _
    " c7 @0 o9 g% F4 |+ F" _1 s# t" K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
    + d6 R( P7 i( p" f6 b$ q
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    . B/ a; [7 E. L- O2 I这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( b! X: p. y% B  u
    2 R# J. o  A. Y# D7 o0 ]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; d% O1 V' a4 q9 _) l2 @8 S, B+ m6 X+ ]& G' T* Y
    厉害。& g! W+ ?$ X3 _; m# ]7 a# \

    - _  A3 v; s7 A$ l2 O& ^& E: {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" {8 z8 g$ D7 H4 P( d# T+ V# o
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , ?% ]* {; ]7 t, g
    8 |0 a. \6 G, u2 |6 d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 ...

    4 N5 f7 _  g, t! z. L) v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" ^/ q% t# y1 j5 G
    2 p9 h& L  _, T0 t; H8 C+ m- m; ]1 }
    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
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    [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
    6 v4 K  J0 C. o6 Z2 B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。
    $ X, z( d) ^0 Z2 c. W# |4 y/ s9 e; u" C9 D# [2 F' x' p. O" X
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    & u, i5 G7 a; I6 h( X- a
    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。2 I! E; j" z' H7 A; J6 k
    4 N" Q* ]6 I* z$ B0 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。7 [, k! E& K# W- c+ ]9 Y9 V: I

    : a$ a" N  `! ]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( R) u7 T( G' r! A9 G  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。4 u  C9 C/ e: \
    ! O8 N+ d8 B$ n" ~2 N  r
    你 ...

    " u" d5 u. s, ]3 ]9 C3 n2 i1 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
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    [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
    " ~0 Y6 X- ?7 z0 a& i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。 ...

    6 I: c( C* v& ~; e  L( S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
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    [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
    # Q4 o8 `- ^" O3 j% E( W没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    & N7 i; `; P2 U/ H, `/ 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。
    / O1 K0 ^8 T3 \9 p+ e) Q. U" W6 h# J* e3 T" x
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ( q; g  B& p$ y/ q2 e这团队还有B站账号,经常发视频。4 Q( h# b$ B# _; a% y$ k( o
    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
    " V" K& n' A  R这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / d. l4 A# c* r: p& |( f: t
    8 g) z# g: {- t) ?- L3 T6 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 ...

    6 e- n9 o) W- \* c. o淡化水上用不了吧?
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    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
    6 t& w! }' C6 h! c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。
    / A% c% p2 Z% K) W9 ^( c1 M4 m; N$ [& c% }4 ~" q! P& u
    ht ...
    & q1 A. D# K& w7 c$ s0 t
    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
    ) ]+ k- C* A/ X7 j( l淡化水上用不了吧?
    7 w6 N& ?7 R, Y, H* S
    为什么?船上也需要淡水啊?
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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
    / F% I' X# s: P8 V( f为什么?船上也需要淡水啊?
    0 V% ~  m9 U3 w0 f! w0 R/ 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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    [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
      `* e1 R( X; z# \7 u# B% f6 `吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    ) Y; a- ]) ^/ H: I9 _; e水蒸气里哪有盐离子啊?
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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
    , Q' |/ e- O3 _" ~. Q水蒸气里哪有盐离子啊?
    . J# E$ `3 n9 u/ _* j! I4 k
    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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    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
    : B/ G/ |& H& g+ V- I为什么?船上也需要淡水啊?

    & s, G' ~$ n3 a
    3 t/ [' n& E( ]) m* 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。( k. w8 y$ D% C) S& E

    ; w1 P+ b/ M- ]2 w" v# k水汽里盐分本来就大大低于海水。
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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$ W! l# D) }* D0 N& W1 N. N$ w/ 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 ...

    , C8 G* |$ j+ y- G) T0 }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。6 Z  v) X7 Q7 I) A' C
    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
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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
    + f* X( f0 p1 t6 I& C) M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。1 q* ?- p- M- Q9 }; l3 d. _8 P
    1 \) B2 K  x6 a
    ht ...

    $ ]6 d! v  G5 I. r8 E$ Z$ h此处应该@testjhy  老师
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