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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
6 i& z" d$ v8 H: j! P6 R& k
" r4 [( C9 ], h, ?- i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。9 ?+ ~8 e5 A+ m

* y9 w! B1 W: b7 H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。
4 }9 P* J' {+ L2 l# o, _3 c! z% n) c( M7 }
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。$ d6 J! v4 q( y7 k9 @$ e4 k/ O
) n* ?! t, H! W  B3 n6 G$ J
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。1 T2 Y: A  R8 C0 ]
; K3 Q$ Z: T# P3 o, J  d$ r; t9 j
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。+ X/ b' j& ]9 K: ]8 t* X9 i
1 d* t( p5 D9 m# ~4 k
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。2 i% c) R2 m/ w0 @9 y% o

2 `" F/ p1 S/ Y0 E. F. L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。
* U) ]7 |: z" \! e/ r, ~. V3 r
) [2 o6 O& W  \' x5 p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。
% B! M, t; V7 G- j& h% v, u2 Q  f: ~7 k# u+ R# Z6 i
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。
4 G" z; R! ^5 L
& k9 G$ |* ]& W7 G规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
. ^9 A0 s' F+ a1 {4 L) |1 e) w+ g
6 P$ ]" A) {; \% w: s在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
. c6 o6 ]! u+ ^5 Z, o" g. z- g' C9 K/ C/ e# y! U* q
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; \0 X2 q/ g$ `$ {$ ^% v
/ r  i. {/ C' `/ O. x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。& b3 W$ `& \1 M- _) l

5 }% w3 l2 F3 B* Y+ ?3 M这事其实很值得吹一吹的。

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  • 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
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  • TA的每日心情
    慵懒
    25 分钟前
  • 签到天数: 3044 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。
      d& c1 Y5 C8 V* m/ ]" B, a, H2 e! z& i
    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。
    7 G7 \5 e5 E% Q5 r5 A5 ]6 H
    ; ~1 s9 {0 g. x4 @2 x, L4 V# Q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
    7 小时前
  • 签到天数: 1576 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 & J$ q  `) ?! ^3 n3 Z
    水风 发表于 2022-7-28 17:022 ~+ j1 i8 v) w. j" _- {, ?% N8 E
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。2 U0 s7 m3 G, U3 R
    7 Y" c/ A$ h: x; 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 ...

    0 U7 L0 {9 b6 Y+ _+ ~: x+ P
    ) I+ H8 a9 `' @4 A. v厉害。
    ) r0 l8 `  Z0 ]* h+ Y& {5 T0 [% d! Q+ ~; e1 X8 S% ]6 J8 P. M
    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
    ; v. ~9 }1 d# K0 p+ ?. @; a这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 J+ I& X9 \$ H4 L- C
    ! R4 K+ [6 Z( t) E+ E/ 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 ...
    + E! B9 z2 `4 D9 f) L8 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。
    4 W$ \/ s$ U2 K/ u8 B
    * J4 O6 \+ V$ G4 U2 b+ l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
    # w4 `5 }/ a& N, `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。
    ; D6 O' p3 h+ a
    " q% s& Z7 f$ t* m8 h海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ( n  H, y6 D- Z1 G% V$ I
    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。
    ; B, t" h* V/ X
    & i3 ]; B0 ~: `3 M* |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。. i$ X  W2 x% p4 y) B# h0 u6 |
    5 p1 M' q7 J/ S' P+ L7 B
    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: s) d9 a- ~% `' ^, l
    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。+ C; M7 X% Z; D7 V5 O- i

    2 h% ^& g& W; \& M: u你 ...
    # [  |3 s. Y" C; ~
    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
    % D, a; Z) R+ ^+ T2 y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。 ...
    ( G+ H1 C6 L9 X" Z1 X
    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, T  H6 ^- S7 l2 @- O! U% Q
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    2 x; ]' _, T9 L2 `. |
    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! B! |% z1 {) i. E, t: z; D' Z: C( u' [2 q1 B4 R5 X1 V* q
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    % h: L+ U$ `% n3 X) l这团队还有B站账号,经常发视频。/ E% i/ \# s/ \7 ?# F9 x* s
    https://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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  • 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 20:027 v( W2 A5 B: `
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( e. |! \( A8 |& ?6 V
    9 c! Q  p5 c4 K0 `  ?6 a/ N+ h) _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 ...
    . D3 d) S( D8 D  B+ m
    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 10:184 M0 S$ R! G, C7 ~7 E2 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。
    ; R7 E5 {$ K$ J  Q  P; G5 z5 ?; e1 s" I7 e
    ht ...

    ( m3 v2 i" }5 G7 {1 T; ?3 ~. h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 10:326 h8 d/ K8 e, o: o% \- R
    淡化水上用不了吧?
    2 B! a/ |" b! A) I' Q
    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% E3 v; P, x- I# X4 y
    为什么?船上也需要淡水啊?

    - Q+ ~' N3 K" E) I, X1 `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
    2026-2-11 01:50
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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
    $ ^. _9 Z1 G# J- E吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    " d7 o2 m' ?% b9 b; \
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [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* p. J* r" C# ^1 v5 n6 ^
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    * `: }# m0 ?5 [) i3 t
    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 11:456 z( S1 D3 [/ p: x+ z$ E$ \/ a2 D3 Z
    为什么?船上也需要淡水啊?

    9 Z1 p& n9 i) _7 G: S" {7 A- I% T" }" F
    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。6 ?! I# H, {2 B& v5 t
    ) ~& G  O0 s/ y2 `2 O* }! p* \" b
    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
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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
    : j; G$ ~. [( S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 [7 [0 m1 u  |: [4 t! W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。# v0 c7 I3 M1 F9 I5 B. s
    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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  • TA的每日心情
    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
    ! P; z+ k2 f. w0 J9 ^6 A+ F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 |# Z1 F1 ~( h  V: `5 a/ T$ v
    , s6 y& |4 u3 h2 y9 jht ...

    0 T4 F& {$ w3 U0 D+ Y此处应该@testjhy  老师
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