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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 0 ]1 Y  S) K9 k8 R1 @$ M+ ?! R

! I# s) w- |5 v# z' ~. F2 n; C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。$ T  n) p( P+ H7 Y0 }
- o* E- {/ ~+ u% L7 R. t
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。
( u; w# ~8 ]9 V* x' H9 ?; J0 l
; C  l& k& [. s9 w9 q* J$ ]9 c0 n  l9 _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 a) Z# [: Z! N4 c5 w4 u/ _
. ^: |6 V. ]& V3 o7 g+ }
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。
2 x' R: M, A& O3 W1 g# U  \6 Z& i9 @( A( g) J3 P2 k4 s
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。8 _# l! S  E/ m6 e: n+ ?1 D

3 m" }) W1 r. T$ c/ `( \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。8 [* g8 ~$ R6 H2 K4 b
3 Y$ ]6 n6 j& b# z" U
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: K, i! U1 R& L9 p* s2 {
, T3 E) B; J  m. w2 u7 w! I/ s( |
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。6 u8 W; g- G' u, D
$ {8 t% [# A& U" ]7 t0 t1 u
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。
! D; B3 V3 ?5 u1 x8 [. k6 ?4 W, L; i1 w2 e7 g* m
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。0 D' R" C8 h" m7 ?9 s; `

7 e% A' T3 i. b1 @' |6 P. H: F, R在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。" N! h0 t; V9 K7 a9 C

' U. v8 L( C; ?0 v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。. J. c( B7 |- J' N
, W3 Q# W( c" u$ ]* K
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。8 A- Q0 d4 n+ V" ?: Y7 ~9 D7 n

7 c- C7 o# M+ i+ a- k- g这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-5-27 23:07
  • 签到天数: 2154 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
    9 小时前
  • 签到天数: 2789 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。
    , {/ g* Y/ R* V7 g7 O. C% n* e8 [* R5 w3 J/ n3 }
    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。
    4 {9 P7 F, e: M: P5 O- x% v. Y9 V: {# h% c6 ~8 J3 P+ ~/ o
    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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      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
    6 小时前
  • 签到天数: 953 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 + K  x, L; P! s* l
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    8 R: z" c6 D' j, c  T4 E% d6 J9 W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 Z+ J0 x% }8 k3 b
    3 ]" a6 F. v4 E/ H; b. }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% V' n: X+ b
    3 m6 `( g1 c3 C: O( P6 a" ?厉害。
    7 N1 Y5 L+ ^% X' R! \; ^  _9 i# _; S" y/ a5 Q+ i* P
    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+ r* Y# o. N5 w; c9 y* k& b
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 l. m  x( ^+ }- z# @) V& J' w

    $ o* Q* [2 p0 Z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 E3 y/ O" i7 S  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。6 L/ p8 X* ]" G% c9 Y
    " F9 y4 Z! r" q/ `% r( l, E
    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 10:35
    & S9 e& ?+ K+ X! R  e% J  v* O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。
    2 Z2 W2 Z  H- f. Q# v3 s& W: T
    8 T4 |; d' o; Z1 R* [  g8 Y海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    2 n" ~) [* x  H, m2 J9 H: J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。
    & V" Q+ i( h) p( A) ~) X4 V+ T# j; j/ J2 l
    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。% n( V& M- R+ Y% M4 E  z3 Z0 o. ?

    5 \8 I$ m' y/ G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
    $ [- p7 l( g- `7 z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。
    8 x+ {. G' ~, I! Y% B( z( ~3 C7 p: Z1 s( l
    你 ...

    3 v! t2 t7 ]* }2 t& S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/ e7 h, l# V9 S! n( J9 R5 @% j
    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。 ...

    ( \/ V% }1 k3 }. D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 01:131 h, a5 D" ~+ Q8 Y- f
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    ) H- m7 c. n* D) O9 N8 t& l/ H. U$ z7 p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。  V$ O! v, a, Y

    ! q# g* z: W% {https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm$ M+ {8 E7 o, R* _8 u0 W- e
    这团队还有B站账号,经常发视频。2 t9 u% l# @" p' X
    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# Y: F1 d' t6 F6 E  }
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    3 u! T& }/ G( \1 b. m' K% ^( k
    $ [# X& y; B# G. n# T8 E! 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 ...
    " U; u; }4 E4 E* u$ A) n( v' B  N1 ]
    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
    % l* X( B8 K7 Q/ S3 K  y( w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。- `; Z/ w7 d9 D9 K+ i

    0 }+ U) A1 O! b( }8 N- xht ...
    5 w9 v! s) ~0 `2 g8 |# y, Q
    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
    9 T: J7 R7 h7 @; `2 G. X, m淡化水上用不了吧?

    # `% L% w# `, g- t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 12:451 w' n6 L4 v* c9 p2 R1 c
    为什么?船上也需要淡水啊?
    # b2 _2 g4 {6 m# X' Y
    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
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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+ W  I0 B/ V) t1 `. _) u3 K
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    & g9 {' Y- E5 I水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
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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: E3 M; {/ L' q6 [水蒸气里哪有盐离子啊?

    # b3 e5 [$ B2 N! f. w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( R# v1 p6 V, A, _  N/ g
    为什么?船上也需要淡水啊?

    # V7 M5 f6 M- \! H  X% K( K. m2 a* g+ r% q
    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。
    . H" X3 U1 @2 T+ m  ?
    ( G4 }  {! j% i# k2 H* \水汽里盐分本来就大大低于海水。
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  • TA的每日心情
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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- N- w2 q9 F% L* c: q' x, Z
    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 ...
    5 ]# D9 \& V9 p5 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。- r% }6 L  x. d' a9 a8 Q) E
    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 00:186 ?  D. ]% Q8 P; k
    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。9 H: \& y. g- h4 \

    3 s: H+ S  o+ ~ht ...

    / z. ^+ m! Z; @) D" x此处应该@testjhy  老师
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