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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| 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 5 h$ d# f9 l* }6 z0 I

7 B5 V  q' a' V7 w6 `" 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。
# O! M/ V9 b+ {4 L- y, c
" \0 {% F: C- p" l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。& j+ z0 T8 B9 U# Z+ f2 w+ i% C
8 I% E8 z2 e5 U. D. @: b' z  i
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。( _. X; ?/ L" Z2 e% r

3 h: t' a( C. P( f3 w. B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。
, i; [+ J* p$ _  G! F9 _% O
  O- v- f; K. l7 B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。
9 G& @+ H; `( a1 U2 Q5 J3 S. `4 m  j$ Y9 ~
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。
( y% `6 ?+ d- Z: I, ?
4 k4 \) Y2 ^: U1 W" h0 Z- Q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。
# m" P) M; y7 r4 m3 W1 C+ H7 R4 ]6 d8 Z1 a" Y5 t* ]3 f
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。. k- U' U+ w3 o; Y/ F9 N
7 o- @+ I2 {6 p7 c3 }- ^  ^/ `( N- T
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。
1 j* H' y  v6 t- U+ b) g% ?4 _8 y6 z: ~$ l/ D0 L2 f
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
& z* Y; k& [5 V' P: f6 K; w" p0 ?$ L# Q
( f9 }0 y& @, \在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。5 \6 S: [- ~" @; V) ^5 d

9 R* C' o3 T! l6 x3 h6 @( r; L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。' y+ B5 w  E/ @& J, u" g

+ A% N4 P% ]  w2 |0 m5 C4 c- ^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。6 A4 `1 l* e1 f

1 v& v' F8 P7 F" y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
    2024-11-9 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
    前天 10:01
  • 签到天数: 2966 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。
    5 q% J' c8 _( X1 h# J9 x
    / @% R/ ~- ?: v: p1 _: x+ 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。$ e$ ?: s+ X4 H2 ^
    4 M& |, I7 O" M
    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
    昨天 05:26
  • 签到天数: 1250 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 # [4 L# v1 C9 q, |! z" U
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    5 f4 J5 o+ Y3 E" ~% Y这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( n8 W* _9 W8 z$ i
    . |9 X' b& B: H3 f6 Y2 Z6 S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 ...
    ( K' t4 `8 ~  E- Y' V2 I
    $ j" L$ T8 [! y) [, K, w
    厉害。
    3 z/ E1 \5 c. f4 c% q2 c* w# d: n9 D- W# c5 J& {+ G2 v, \- i
    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 19:021 @' }6 W1 l; ~
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。; ]; q8 k/ C. i' q0 v9 b* t
    4 ~) [) ~" q5 B- 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 ...
    " {  ]: q5 x1 b" 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。
    ( ]! m6 l0 e  @3 W
    8 ]; Q1 j. G5 z6 Y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
    ; n! x9 o$ d1 z- M0 W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。
    . e" n* f, V1 R, p) q- w3 j
    . C; f) K- c. L( k海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    9 a  o& S/ b& [* [
    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 G( q$ w' Y1 ^# X. M+ l' ?

    7 ~6 n6 X5 {4 L, z4 U! y7 ?5 u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。
    6 W. R4 d; X1 \" I' `
    $ S# S7 H& v8 |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
      {( T  m8 n0 e0 f. Q+ m+ 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。
    : }) t2 \) M9 V* Y" S8 i4 W: g3 E
    * G/ \6 z* r7 w你 ...
    ) R0 R, f# A5 {$ @! Z7 Y1 B( P0 t
    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
    9 v3 H0 g  Y9 q. x2 j: q9 }* j- p, l) A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。 ...
    8 Z% r0 X2 d. t
    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 01:138 `4 C* j9 v; b* T7 [4 {( P* G0 j; \
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    5 u' Q7 }4 o6 z7 @4 I: g  Y
    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。
    2 e! {8 m1 c2 Y8 X0 F6 h, M! {0 x9 M/ w# f: }
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 b/ z+ ?# [7 c* o% R
    这团队还有B站账号,经常发视频。8 O: g2 p$ y+ Z; j8 g
    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 20:024 z$ [7 |. J" O9 Y+ F
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ' {: L6 S1 ^; u+ E* M
    ! b( `# ~8 R2 _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 ...

    1 C: s& u- y9 j8 D- F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
    % Z( k" Q7 q* i. M8 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。7 b* N" y. T$ |6 R. W2 O; @
    . [, d+ f+ }4 [* q/ L' F
    ht ...
    + ~% c/ B7 |) \3 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 10:325 j) |0 b  o  x; i$ H* u* I
    淡化水上用不了吧?

    8 J2 W" \" T+ d. R  A  z为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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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
    & S$ \- |/ e0 Z5 a: G& A为什么?船上也需要淡水啊?
    + n9 F! }. d. x$ e: H9 v5 q
    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
    3 天前
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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
    . r( l. A- ^5 `/ {吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    4 E3 }" _) S, m7 R水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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    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
    7 U5 ^$ g) p" {# o" P水蒸气里哪有盐离子啊?
    ! W" I' n( `& {$ ^
    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
    " @$ B1 U# I" i- u为什么?船上也需要淡水啊?
    5 E; L' F7 c- ~

    : `2 j* Z5 m' U" w  k/ _$ H6 I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。
    1 x7 j  L0 a5 ^/ ^
    ) _3 @- O5 L; P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
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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* y7 W) b1 y$ d9 Y
    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 H- Q% H( v6 @, E. L( y, \. ]$ `
    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。
    7 e2 I) T% u% t. p1 h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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    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
    % m2 w( s. \9 T4 E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。( ]- D9 |% e6 d8 R3 l4 a8 G& E4 W$ H+ h
    4 t- V/ P7 l- g2 U. i& ]4 b
    ht ...

    - q5 K/ o6 [* Z; k2 ^' @% Z( |3 Q: U  W此处应该@testjhy  老师
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