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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
5 v' o, H! s6 p7 U6 Y5 E+ f
) T. c% J1 `: j' e5 N. T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。7 p9 n+ v* L8 H6 I
' j/ \  |8 }! B. s% v
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。) `/ F. Q1 ^; m) D2 C( p, T

- j% N) B1 X" ]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。
6 V  v$ f" T& X0 R5 l$ n4 {
( y) M. k& u" d: P% c2 A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。  m+ H. o9 O! Q# X  |) I$ f/ g
. e, Y) S5 [& v- E; Q
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。
* r9 I' M/ v+ m2 L
! o- y+ x) `# w  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。
. h- J$ }6 b0 o! d# ~0 @. f" m, c, Q1 t% ?! p9 A: T
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; g$ Q# N, r" U' G" s
& R7 x# t! @! I0 k3 n4 d% a( L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。
' O2 u5 u1 d* v5 h" |0 I
0 P5 [0 @' a6 l2 T6 x$ O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。
$ t$ k; o* k$ ~6 B0 |
' S8 X7 z0 ^+ l5 o' D9 R, n$ }$ Z5 [! k规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。: g1 w$ U, B5 L- o
( h' v9 K$ x: a
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。7 p3 {. m6 i2 G- ^2 \

- a2 i' b9 q1 j# i% [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。4 K3 L- G! G$ e% C/ Q1 C- R; m

' K2 j5 `; D) y9 {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。" U9 G; R0 w( d

4 o. N, r5 D; |3 T' Q3 T0 n8 j& M, }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
    11 小时前
  • 签到天数: 2971 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。8 C6 d1 t" y0 K, Y

    % j. H+ [" s- q9 ~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。1 p- M5 k4 ]) ]* ^& y5 K5 q* L1 l

    8 W8 P4 J- v- d4 b9 H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
    15 小时前
  • 签到天数: 1476 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 ~9 w3 v1 V% L" X$ r3 _
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ( E- c2 C; Q# E$ {8 H, M5 C这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。- q9 Y- C5 X* a1 i8 I' ]9 d
    7 ^, e5 b+ N$ A/ R4 J7 o4 d5 l
    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 ...
    : j! y1 V8 {& h& c# h

    * @7 d& ^5 K" D0 I/ {厉害。  ~3 P6 j+ }9 K8 r

    7 I) O' w# j, }" _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 19:028 T& q8 w8 m* g9 Y$ |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " n/ r: b9 C) g* C- H$ _1 E7 p! a8 G4 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 ...
    ( L% E' Q9 e7 J1 I: \( L" b0 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。
    + v5 o! l4 W) ~: U% ~! s9 _: ?$ Y. j* I
    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" o8 I' J8 @* {- X- 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。
    3 f0 L; ~4 Q  g6 @' }$ P9 i$ I) O; D8 |3 z- ^' @
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    ! J" h% \/ f; t5 V/ @7 M8 \5 Q# u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。3 q8 I3 W0 |" M" U

    ) A/ i0 f; e- {. `$ V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。
    # o4 G" f5 Y- t0 {; p
    6 P& q7 k+ u4 \1 w9 O# P4 O) m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  w, i8 \  d" H% q/ T3 V+ a, I9 F/ 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。
    ' g8 B$ J# m6 \( i/ K7 l7 z+ j. g) y7 _
    你 ...

    # j3 K* _% x' L+ q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
    - ]- B# `6 F( h- D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。 ...

    1 y9 n, D; u! L; G( n# M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
    9 X$ O! I) |! d% D! }( B9 I* ^没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    % O; d. @+ u& N! i: }" w7 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。$ v4 a2 I" s- `. n# i2 q8 m/ H

    7 H/ L- g/ {% }& }/ \https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ( L! T9 u2 B6 v7 h  t% b# v这团队还有B站账号,经常发视频。
    . N; Z3 j# y- v( khttps://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$ _6 g+ C- D- M/ g( q
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! W$ y9 p" E  I& a: I- r! j$ C9 p4 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 ...

    - h0 i! M7 `- T- h; b+ n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
    9 a- \( o' D5 {' g( r3 _8 {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。
    ( w  ?# Y* {( l( e  ]6 c
    . Y: w+ y4 `( R1 v$ Z6 }5 Tht ...
    + {' s8 ]7 r. u# n' ^; Q! \# l
    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; U: l, ~2 B/ d3 f
    淡化水上用不了吧?

    ' n! d. u% z' z7 K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 12:456 Y4 v0 N( b4 I# I& n5 E
    为什么?船上也需要淡水啊?

    + `' @8 t5 z* o$ B0 f2 m2 F7 l& K4 p0 G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 02:223 e3 w" f' l: F5 W' T# X
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    0 }3 ?3 S$ s* [: [+ {! Q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 13:49
    0 [- z$ n- W3 M9 ~2 Q$ [水蒸气里哪有盐离子啊?

    & C1 H9 e5 b! H1 W! K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 11:455 U) ^$ W, _' H: _/ e4 k) n  p4 _7 ?
    为什么?船上也需要淡水啊?

    8 U. V' u8 ]3 `5 F
    0 n7 u8 O% ~! E3 G) D0 F+ o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 x2 A9 ^9 Q# J% _; U8 l) j* S! F7 Q5 M  T+ [! ^2 U
    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
  • 签到天数: 2 天

    [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
    9 G8 H' j) _' }. b% V  Y: K( _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 ...

    " z8 a3 g- U4 R  \& 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。* ]8 e4 j$ S# `4 c# R! b" a2 J
    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 00:18  [, n% q1 T% J# E: R  b9 @& S
    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。' n$ L9 b. B3 G) m. m
    , B; w6 O# P6 q. ~& g
    ht ...

    9 l' z7 [( q' Y) J% w* o. Y0 L此处应该@testjhy  老师
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