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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
- P1 I0 n* v7 O/ Z1 c  [
. ?7 U% }1 y+ C: B& J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。
6 `; ~2 r. u4 j) }* M( i: I+ s) ^2 O$ y& g( A
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 ?) t; b8 N+ W4 e0 W+ V" I$ X) G8 u! R% P, I$ J4 D5 }" G; A
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。
* ]8 q/ Q+ g7 p( d6 J, u2 [
- C3 q3 h$ ?* D9 j3 ?; w7 D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。
4 p7 N$ I4 j6 y3 k
; G/ v! r# K6 V# G. f: X  t" y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 L1 p3 G( R3 D( r4 e& a$ t
2 M: [2 ?4 m- f: l6 z/ G1 W* U9 ]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。
9 u+ H, Q; K4 _! U8 A
# ]; T* S9 F3 w  G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。
9 c, f. F2 m: ~1 o
  d0 i3 }* M4 k* Q0 g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 M# ]% U  E+ B. e

0 L9 o  {" s8 ?+ U1 f# g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。
' L; V! q. W. y( V$ W- e- ~
" J  ?$ _: g2 y. @7 S; T7 V规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
  l& b8 m4 a9 a$ Y
! U- b  R( ^- A4 P4 Y" m$ \在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。2 l- p, c6 y" ?$ h( t% v' W5 V

  Q0 B0 o  d. D; o0 y- B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。0 l% S" G$ v- F8 S
3 X/ H8 E( A* r0 v% y
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。2 \3 W# Z6 Z% R( P  q- D
7 w5 U+ c$ r3 v
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
    11 小时前
  • 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 X4 N% Q1 q0 W" X' u3 ?1 O4 y) f- X5 l8 \# b  U  m' T
    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。0 h+ R/ `! O4 @. b* G
    : u. N" O, ?8 @. p+ K6 p
    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。

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    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
    17 小时前
  • 签到天数: 1249 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 / ]" a* F2 ]8 y( g
    水风 发表于 2022-7-28 17:02' Y3 \3 ]/ f) i
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。9 d6 Z7 z: d: P) D( |
    * e" J& W8 U! M& 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 Y, ]- ^! Y* B6 v
    ! h. ]) Y3 K' J0 x1 V0 i: c1 y1 t
    厉害。
    6 ]2 b' q1 l$ z( y
    # ?; D4 v( n1 k5 {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" t+ J  ?& Y' M1 D: q( g+ N
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; p7 y& }& O$ Y0 n! J7 j
    ' C6 _$ c1 U% c' [) N4 \( V$ t" }9 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 ...

    + c2 Q. Q/ [; i0 c1 C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。
    ) j3 C( D- B: h+ M8 H: i& z9 q* T: G: Y3 p; u$ p
    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# J% k1 g& ?& Z3 D7 g: [2 r
    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  y% \0 S; P, U5 X/ p' t# [
    3 t0 l5 Q9 @( U. @) W
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    ' A- \; f; J8 Q$ F) S: Y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。
    % z; f% {6 n3 Q; P6 r' y' B# R+ P! L+ L9 g
    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。
    1 o( J9 x3 c% \- l$ ]. [9 Z3 ^8 a1 l& L9 N% i# r6 h% d& _. i+ {
    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
    1 r1 p, l- F4 a8 @9 r1 F% t2 G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。9 b3 c# g+ X+ H5 ?% l$ T6 @' ^* i
    , C8 q- T( O  ~' ]
    你 ...
    0 w  |" b3 V5 D! [9 h
    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 09:417 x; P& ^2 U1 c+ ], t- R7 ]( n) m
    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。 ...
    # m! `( [: G2 s: _6 n, 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 01:13& H( d; N, @5 _2 |
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    ' I! s2 X4 p+ Q: h/ r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。
    # s/ Y1 F- T! L& V( b  b9 O' k# j
    ! r* g/ c3 k* h+ w# {1 `https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    9 m. ?( I! E# c, @2 e这团队还有B站账号,经常发视频。
    8 z! @- v' I; N& E; `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 20:02
    - I7 c, H. \$ [9 J* C' h这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " {/ i3 B+ g$ t+ D+ t5 R7 P, t1 t
    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 ...
    9 z: {/ {& B( y  ]
    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! M; O; y2 G4 ^4 h: x
    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。
    % |$ g& I  B; m# n; ?
    $ K$ N. O, O6 D/ U1 @* Qht ...

    & i& @) d) a2 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
    ; I2 [3 y9 p+ x& ]- p淡化水上用不了吧?
    ! I' T5 g! H7 L  A  A
    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 m) j9 H4 ^% g6 f
    为什么?船上也需要淡水啊?
    9 e2 F* Y7 C+ `- D/ 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
    昨天 02:42
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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
    . _, i; d$ b) c+ @吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    - _* g- V, K1 D% g' 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
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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 13:498 Q/ a0 G4 u2 ]( K
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    # b( d) N- f* _9 {" [" Q
    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 y" y; w- [1 A2 V; u
    为什么?船上也需要淡水啊?

    & P- e% T% K, q& h2 T5 x0 a5 k' o3 f5 V' @/ F, G
    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。
    % D1 ~) I. q  u- z$ r- n1 N' q; b% o" G1 I
    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! S9 [1 g* o3 |, C* i7 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 ...

    1 V; f5 `& M: W- U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。
    " p' {8 u) |: n  q9 V  q: c& O3 ?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
    6 小时前
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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
    - @* X1 o  ]6 d) N* ?, 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。
    6 u! I5 T1 p/ N% j; w0 T
    ; j. i( c# b9 E# _ht ...
    0 ?1 }! N/ g  b
    此处应该@testjhy  老师
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