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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 1 h: q9 i5 A9 i1 Z  M( w4 A/ c9 ?, H

1 x$ F  e. K9 I5 T$ w% f' L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。/ i3 z0 Z  V  N: u* D" L/ c
5 B3 X7 O+ E) {3 d: ^
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。
  u5 ~5 E/ {) r" k3 N% M0 D
/ a9 [& X5 O( G& y- P" n, U, ]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。! \- \/ V4 Y7 c/ \! k1 i

2 G9 |7 M; g' u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。
" v" D3 a& N1 c8 V0 I- {7 c6 a: L2 i
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。
4 _6 v. u$ S" d: e% i
0 o* l! e5 F3 h. W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。; P( v3 o4 n( S( _. W7 y$ D
5 M( c; ~, H$ p1 d0 \
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。
; l" U2 N, L0 A  ]# j) n. j# F. [0 V+ q* O+ e& T
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。% T- @" F/ B- @5 z

1 Y: j6 i. p" t2 x6 x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。
2 I* p. i# N8 _: J# [# c( Z+ E' {9 @0 S% u# k3 f# ]# \
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
" J5 @) H# t. U! H1 `, H( W; k; v" @
3 m- }: o% C. [; t. _. z( ~在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。) v- b, G7 P8 B  y. t2 o
- o3 v* I  b# Y$ L* c6 |
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 g6 a; i7 k& S- i0 \5 W! n9 Z: R$ d+ n: Q$ b' b3 f
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。" W$ s' d* K: M3 G* c) ^

5 i: w% }2 `7 L/ R: 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
    2025-6-30 08:53
  • 签到天数: 2967 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。# _. f4 b" Y# N6 ?- I1 b
    + ^7 U$ l0 t2 `0 S0 a7 v. L. H8 u3 b5 |
    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。
    / y' Y% O! m. G# R" f- N2 a
    $ [8 ~! ^: F$ |$ E! d; Z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
    3 天前
  • 签到天数: 1289 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
    3 x" ?; q. Q' _, N, Y0 a
    水风 发表于 2022-7-28 17:02. X$ k: k  Q; G6 g0 ~
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 c0 P/ y1 T3 F1 E: o: h9 X: O7 t
    - `8 I5 d  r8 y
    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 ...
      @' r9 {3 u! k1 B( J6 B: M
    ( U# V' h, T( p% U
    厉害。
    ) f0 p* f" N- V+ T/ j& E5 @% c: f* ^& {! f# Z+ ^
    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
    3 |- T" m# W* O/ @这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ) e/ k) e* q; V' Z, R
    # G, n' g; S( W+ X! q& F, 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 ...
    ' K% }9 S; r6 I9 f; u
    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。: J( O- }* ]6 f1 f  ?+ a

    3 Q$ D5 Z4 Q4 H& x+ @& E5 m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, t- f# G$ K) R  h
    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。, F5 i6 z) R- T/ c( [: O7 R
    & L% }) r; H' y; e" h
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    4 b6 _6 r# G! R" f
    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。
    ! i' E( d' O- H: M% l% X$ u# }  P; h. f% Y7 c0 ^7 A
    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。
    . e5 Y& R# I, M- y
    $ V9 p) f# ^; 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 15:507 e- K0 o- N* o  ]4 b9 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。; ?. U  N1 {" X# T7 @
    4 _; m, A- h" [- ~" E# B
    你 ...

    ! v4 k& d$ r3 H0 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- k" X. N) `/ O6 z5 r! E# m0 g1 ]
    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。 ...
    : I; {2 n  z1 i1 r/ N& F- u% {$ ?. ~
    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
    : m  F6 _0 `. [8 v/ o) D" x没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    5 i& z& b, g! O& H# 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。
    # G* V9 R6 v( `9 U6 y/ J
    8 f: n* s# V. e2 a" Ghttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    5 ]2 m2 F+ P1 P+ W这团队还有B站账号,经常发视频。
    ! U( l9 D# k! W! a3 {: V4 A8 U+ ohttps://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+ G/ ]3 _  c8 M" Z
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 ?' E$ w) a6 K/ M
    5 \, i; h% n  u9 _* y% A
    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 s: r7 o. \8 A
    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" K3 J. T8 a# I. O
    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。
    4 u6 U9 L6 S$ V2 U) R
    / ^) Y' n1 m- A6 G' H9 Wht ...
    . `6 L; ?* Q/ N2 q/ ~# T5 g1 _
    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 10:329 M# N9 V  ~5 h2 h$ g$ ]
    淡化水上用不了吧?
    ! ^" t3 c5 `) C1 w7 L$ I6 q
    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
    + p8 b' Z. v+ d* w* R: N: W; E为什么?船上也需要淡水啊?
    7 o* T* k; B# {9 j
    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
    2025-7-25 03:50
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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 02:225 e8 G8 b* F1 W) F: c9 x
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    * T8 X: }2 |% ^# D2 ?
    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 13:492 L0 D, `6 D3 g' |. L4 W" O, F) `
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    , E, k- j# e+ C) z$ Z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' D: b( e" i; w) t, k
    为什么?船上也需要淡水啊?

    + q$ c( }! g  x; Z9 E0 a+ r) Z  a. b# ?1 J* \9 d& F7 z
    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。
    # }7 l- U9 W* J; T0 E1 j, Z% b" T7 H2 G
    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
    . C' g5 U% n2 Q8 ?+ h. a2 i. Y  t9 B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 ...

    , B5 F) F$ k, S) z- ?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。4 s* ]$ R: x' O7 x& ^% |: c8 n8 m- `
    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
    2025-7-15 14:48
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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
    ! d, N  q& p; X6 W1 y/ }" o! a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。3 v$ z, H& D3 x# H' w/ L
    5 A' ]/ e% i! c, l5 D( ~& E1 A
    ht ...

    7 \3 ~1 V% k! o, S" m1 f此处应该@testjhy  老师
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