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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 # r8 O/ w9 x3 o/ x& E$ X! X

& l# D: W( t9 ^& b8 F. W2 B3 t0 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。
; n4 b9 R# ~& }( Z2 y* k; h3 o; J: D3 A: V; Y- o, r3 R" W
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。) c1 x2 V) N8 ?4 Y( `

: n% T: B; x3 t+ v7 j5 F% {7 n) r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。! a: J2 I* Y$ t" `" T+ h7 D
9 v# Y! [7 d8 ~+ E; H* 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。( x* w! C3 z0 f6 b# T7 F
2 z7 E2 L# ?' P. i: R
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。# I, M) H5 x4 K

# m2 z3 C' Z7 \4 J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。
* ]3 B7 d* m( U0 y& Z( q/ S. s5 i5 I
$ O0 F5 n+ W( K" ]* U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。
! q6 I* y9 Y  U7 K! P& X5 x( d8 a/ W9 j$ G2 `7 c2 r/ i2 a$ I4 J
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。  x1 ~; D* {9 Q" F* y: ?# v

( E8 y0 |, ^' d( n8 w* X- s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。
$ b4 `' L' D5 A7 H8 u
4 P4 q+ W& K5 S: V' e+ C; {规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
, q* @  ^  P' [! u; b
% N. _& d5 `; V, c/ @) s" h在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。/ i) s- w  K! P" B4 E" J
/ M, N) K! H+ |7 r! A
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。
. a# o7 D! q) M/ x# @8 N7 f
5 j0 n, a1 B  j, g" v9 |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 M* ~' U% J+ b6 S9 \
5 I/ m' o' S8 r; d
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 23:29
  • 签到天数: 3097 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。/ A) l$ }( w: s8 b

    * c) L- n. `7 v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。) j, }3 {0 o+ L: G
    # X3 K2 L. X; r* 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
    12 小时前
  • 签到天数: 1630 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 % O+ [- \% A9 R. ]2 a# [% B
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
      U' t" E# ^0 a) c( Z. h; {这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ J7 k* S% Q  X" o* ]3 T4 R( E9 e# B% Y( x3 |- 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 ...
    ( q& ]9 i3 ]* Q& ~/ h1 R. m

    7 m) C- r2 O/ F" F厉害。& i5 I( [) I4 a: u: c$ I
    ' L- c7 a6 {) P" p8 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 19:020 B/ M+ n# g- g! w" U
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    . I" y) R% O8 C
    9 C1 G1 f8 }/ G: 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 ...
    ' j9 L0 N- u" I, t5 ~
    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。5 h1 d. k2 M6 H; g

    ' a9 e  O- E' f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( U3 Z. X* D7 l$ k2 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。0 D: I8 R( }2 y: J9 I* b( ~8 ^4 q% E

    ' z/ g. C  i. \) G: u& h+ P海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    " A5 k! \& u% E6 l" C. g8 C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。
    0 k+ U! g6 ]. \+ o7 d
    2 @5 m. Z9 a1 @0 @/ {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。
    0 Y, q0 L1 ~; l& j, y% Y
    : n9 l. Z1 {3 K" g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 15:502 b# P* ]# e# t$ U( O0 R
    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。: f& J. t; X7 `7 l. j
    7 x5 h# O2 g' R- L" r4 t$ V8 i
    你 ...
    1 j# F1 k  ~2 ?" C; x9 T; M- S
    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 09:410 S5 Q. K8 v7 [
    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。 ...

    0 c/ u2 ?/ [, P4 s# w% 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
  • 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
    , J# |# G) e8 [1 @6 U+ B$ I没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    ! w, ^- y( s4 L) _- w3 d0 p- O0 h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。
    0 `, |3 |1 [5 T# Z' P2 N/ w0 H+ ?) B0 W5 U1 L1 R3 Q2 T: {
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    6 M" f: f  \$ o- f这团队还有B站账号,经常发视频。
    " c( d1 X6 P! N3 I& E' o: Dhttps://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
    - H3 D) a3 c" a  v1 q0 U这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  e: E, w9 _8 n6 _1 s2 s7 s, A

    / u, R; ~+ |1 W  v  l) I3 C7 h  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 ...
    + _! ?# }" g" m" h
    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
    2 Z' \3 v) [1 s1 @- q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 d6 u: C4 X' l9 U4 }9 F
    & w$ `; q9 o& ]3 }* n/ hht ...
    $ E2 g' F! s% }5 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
    8 ?& w) k  T+ L  |0 z+ [2 L, j淡化水上用不了吧?
    . Z& N; \; y9 A* K+ `( o  P# U
    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
      l5 p6 t3 k2 ^' u9 R为什么?船上也需要淡水啊?
    5 O: l7 Y( @8 e+ W  }
    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
    " f' n1 o: h# m/ L. }& C' h吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    0 d' J& U+ n: l  u' V/ p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 13:493 b7 n! A$ {+ |4 i
    水蒸气里哪有盐离子啊?

      ^8 }  H( S7 x) m1 T0 g' `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- |4 t- \7 O7 v% _* {# v7 I" @
    为什么?船上也需要淡水啊?

    9 A; D) ^3 Z* w1 _4 i; i/ @
    - j. {! p  L# R5 C/ q8 `* e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 @7 p! T3 J- q' w) }
    ) }5 {8 l$ v. e, w/ \
    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 01:445 u( a  ]! M% P, {2 R
    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 ...

    . G' ]$ I4 V6 _& k1 ]" F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。
    , U) c0 _+ y9 m1 E8 i' n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
    2026-8-30 17:38
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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
    ' [5 J! f2 B" F& e; a; s0 C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。# R0 Z& H7 e7 K) @) X

    * c; j! M& T( [+ {ht ...

    * z( m. b( P8 \此处应该@testjhy  老师
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