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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 n/ Y6 \9 \* V1 i" \+ O2 o6 N, H7 E* u. F! G2 r% w0 A3 I: k# z
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。
: C$ u9 {) S$ ?& W- |6 K& q9 b3 {: p
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( J1 K/ e' ^

% y) R' [# U. F' g( `3 l# M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。
+ W+ i/ z3 ?0 @1 G3 v5 T! h& x3 A% L1 [- m
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。: r% u! g: H8 q0 V) Z" ]8 M
& A5 W% i) Y4 i$ e% z
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。' f$ y; X+ ]7 q
  v  |8 L: m8 L! p$ j( g7 E: g
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。+ L5 R6 O- h, P8 \0 f6 C. q
& l1 c( P1 }# u9 e! c
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。
& B7 {$ j- `* o7 B% W* X# i& u3 ~+ C7 @2 q/ }! u, l  T2 v. Y" s8 z
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。
, Z; M* V  A+ D4 y1 H# T
* t+ P* T) {3 l6 X1 n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。
7 [  M1 P5 W2 r+ J3 _  }$ H7 e
' K" A7 k! c7 ]' ^8 Y: q规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
; `$ E& A: D$ n& O" R8 r, R# T5 \& Y* A  ?3 D* C* Z1 u
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
5 V$ u( z3 i8 @3 \
4 c6 B* {" H5 v$ g4 k* W. y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。
3 k' L& f2 w; R1 ^  h4 A4 l: u+ U/ i
. A% d  @( C- M+ o: [; T" s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。( i6 U. d: y2 s) D: n. u

" Z, \/ ?5 s0 N' r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
    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。
    . @& _" Q, Y$ Y! `, ~6 `0 v( P3 V( E
    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。* |/ w" G/ P; g, P& p  H
    / v+ X- C1 H: `, a# D
    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 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
    15 小时前
  • 签到天数: 1331 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
    6 u: E+ h1 \0 [" r7 {* J4 t* x9 O9 r
    水风 发表于 2022-7-28 17:023 w3 @, k8 n; O: r4 o
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 Z. X. U* {: {8 m  [7 x
      |- S$ d2 U0 w; L% H
    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 ...

    - ]  b" {2 p3 Y4 ^( R* r/ O* a* R- J( t1 U2 U
    厉害。
    : p$ N8 f# T9 c0 t# G
    - `! k6 E( L, N1 I5 B% E4 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
    5 T9 c: q8 M: _7 X; \* d  M这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * R6 I6 |" L+ e/ U+ I  f: n' v0 ~2 @. Q/ [! C! `$ n
    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 ...
    ; f& k4 N; f" t; k. M% k
    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 ]1 d1 [2 i9 f. h. d
    7 E, q6 A' _! E0 i( A
    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
    ' b8 O0 s1 \7 Y- A) v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。
    # m' |3 q6 s: ^, i* a& `1 P* r4 N5 |7 C& I
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

      ~4 B9 a4 z8 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。6 u; k* Z& q2 W. W

    4 ~, D# g& E: X) x1 J0 x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。$ e, D- a' _5 e2 s; ^

    - f, i; x: S! Q" I' T% ?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
    3 _8 J3 [) M5 R) v& X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 T9 R" y' A% c* v  L+ V
    ! x) R* j/ g$ x3 s; z5 B) r$ S
    你 ...

    ; C$ |6 R# ^/ h) x; r0 [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
    5 B) ~: R9 `! F1 W4 c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。 ...

    6 r$ O6 [) I; n  h' {9 S' y. W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
    " a3 l9 M/ W2 f没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    . F' D, m- _: M& ?% a9 a* 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。2 {7 B! ?  ?" Z% a3 H! D$ Z0 J
    " X6 |# F6 B/ T3 r; f
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    3 f, W+ Q# {# p4 [  @- b) l这团队还有B站账号,经常发视频。$ K8 O8 a$ w# I
    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 20:020 M) g; y% l, V
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    5 o$ z+ G5 x$ x# y2 M
    " [# D3 s7 `9 n; ^: h( V9 X: ]* 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 ...
    7 w. E! I; K. r4 p, O0 T
    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 10:180 B& M5 `4 l+ 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。
    0 c! M) `; B9 H, r( Z1 [+ z; g5 ^' A- u' F: w" N) Y4 G" H3 h: ]6 z8 _' w* ?
    ht ...

    2 M6 z" _! i3 t9 @1 R+ a) G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
    # h3 x% s/ \5 y  y% ^& U4 K淡化水上用不了吧?

    : j6 b9 J6 o1 `0 H; s- M6 p) Y; c3 }- M  m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* a  p; r9 ~% W$ B
    为什么?船上也需要淡水啊?

    $ W" W9 N- o8 r0 t5 n0 S, ]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 03:13
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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
    ' H, |6 Y$ n* [吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    , A6 D. D; S+ y2 o( r; C
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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
    * E+ C, D1 U% K5 o$ p! z水蒸气里哪有盐离子啊?
    0 ^7 }, F( p" o, ?! `, F' u/ y3 S
    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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    该用户从未签到

    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 11:458 L8 t, x' B7 P* \2 \/ {( l
    为什么?船上也需要淡水啊?
    # e. G5 A" q6 N/ M2 c2 ~
    & p& i* o; A  G+ |- i& Y- N
    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。
    . t! H+ v" b% T' |0 `, ?3 J& s/ {+ A4 @0 c
    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
    : q5 L: a( F3 c# }7 S5 [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 ...

    6 r7 G2 F; h. O* 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。. i7 D% r. Z0 o' g5 W. `
    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
    3 天前
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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
    + v. U( [2 e$ b6 F2 @5 C( T% ~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。. s1 y/ b' W: |, H

    : Z( l/ k- P9 n0 A; M+ C+ kht ...

    6 t9 J, H1 [! @' S* p7 D此处应该@testjhy  老师
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