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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
' d0 z8 p9 W0 u; y
4 ]/ E9 Z* |( t( v9 D9 q  W3 @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。
9 D; f" F1 I* A, \- r7 G' V
# _- x3 p8 ^8 p  U' ~% s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。
) C) h* B! S$ q$ J4 q* n  \* i& P: `+ t  Z* Y7 z  g' X. j8 ^4 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。# W: k0 Z" n0 a4 N0 J/ l
. u( M) `# c1 L, n2 C+ L/ y
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。+ \+ [; F$ l' w( p& A

! U5 c" K$ @9 [/ z6 h, v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。
: |: S6 V3 y2 p% _- B9 W9 q1 E; ?
8 D+ \: U" }/ \) b+ d: R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。
  {6 I0 p, s/ g2 J7 K/ X, N
% {) H4 Y1 d0 R( K2 p- l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。) k2 @( t1 j! g' g7 N; L: p
* G8 F: [; w4 m6 j, V! M
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。
- k7 H+ R0 d3 B0 `- h+ d' M
, e/ O0 y1 l+ [: i$ a4 p. U4 W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。4 T8 v! d' f) d: Y: G" b

% T3 T# j1 D( f$ M规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。8 y$ V6 w  B) K5 Q! J1 j+ _2 D

* G8 ~" u: E/ z2 q2 b在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。0 z4 q; H6 a* b' n/ B

& F, {! F, a" d; E% e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。
" L4 e: i3 z, h: ^% v( W# f: P9 B( q' ~2 ~
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。3 o" R# e0 t4 n/ K  n+ ?+ \

' y: J; V- n+ U: I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
    昨天 11:24
  • 签到天数: 2981 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。
    + J' U! s" @3 y+ X1 o& L0 ?2 C- m4 L0 p/ h- v5 ]
    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。; A; h* V! r; w0 j
    5 |  K1 ?7 ~' ]: ?; K, c7 n8 ]! k
    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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      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
    昨天 01:16
  • 签到天数: 1510 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 ; C% ?2 K" K$ ]: [6 _5 Y
    水风 发表于 2022-7-28 17:02( \1 h8 o9 n3 B" ^2 F- t
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 T3 N; q* P; R- ^# M/ y
    % w) V7 H( s% x- e% i% W6 X1 k5 s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 ...
    0 J! d; v! F5 K
    7 C2 D! G6 p. B
    厉害。  ^/ f- H( p7 g0 Y/ N

    % V9 w; J: C) n( y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 j, D% `( X# X+ ^7 W/ G
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " k: L- A% y! m3 l8 R! I# w) z+ a( y% Q5 g+ M8 H( d
    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 ...
    . Z' S' ~4 v& U5 g# Z$ f& z, j
    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。
    : M1 d5 ]' Z2 e7 r# m4 v9 N6 z: ^# q& ^1 s, h8 Q3 `! g
    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
    $ G5 m% J* E! N  A- H6 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。7 i) n  @: }# k/ `. @- o6 I2 L/ j
    * w3 l# V$ K. j
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ( v$ x7 F$ a$ D6 Z4 p! P
    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。5 o4 u0 b7 o6 G+ r4 p/ X
    , p# u, K: H7 m- \1 T
    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。) a  o- x7 m( I0 ?1 j+ z' \

    5 Y! u: \" y7 p+ x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
    2 b7 k9 [* h2 ^( Y# p) m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。* g& [4 b9 S  K6 d( D$ @1 p

    $ O7 Q, y; S8 u& T# {9 f你 ...
    3 {9 i) x4 P4 M( q' |% F
    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 09:412 H3 t8 M. A- U$ [
    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。 ...

    : q( J/ Q- L' _$ p" ^2 }; B5 P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 01:138 \7 o6 n0 X2 I' Z
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    ; U3 x0 G3 b5 V2 @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 J! [( @( a3 X5 _( \, I) {  F: r+ }6 z! K$ E8 X0 }
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm, \( _( c; @9 B. {- L1 L4 t$ {
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    / e& K3 `6 ~, O$ F; @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
    . \( J* g1 S8 M: n  U" j$ U4 B这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。* G2 C; y3 e8 @' X. l
    2 d2 M+ y6 w% W( X) T; \$ 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 ...
    ! X  G% s( X! R% m0 x: U
    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 10:181 u, s' g/ O8 ~' N) T0 ?1 C+ o. b) w
    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 @- _0 K4 G: o* ^% W4 [& s4 V) h/ T5 X1 H/ R, l
    ht ...

    , s: t" @5 I. V6 [, }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
    6 a' F' T/ q6 b& g( C% P淡化水上用不了吧?

    * x9 C1 p& q, V, C% h$ I- ~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, K2 _& Y/ }; }3 ]6 }2 z
    为什么?船上也需要淡水啊?

    , F0 k, ~8 P5 b; m+ S) V; [+ m, B9 d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: ^' W7 u3 @( `& D( x/ N
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    : K0 ?. W3 k0 W; Q5 Y8 z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
    1 ~5 m; T# V# S7 {% J水蒸气里哪有盐离子啊?
    : |6 Z) t- X. W/ h* v3 g( c6 Y
    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
    . X" G. e+ }  x, o9 \为什么?船上也需要淡水啊?

    ! p) T- D% N9 Q% e: L5 E+ j8 q8 C9 g7 |3 Z) ^9 U
    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。4 i& J, P7 D3 N

    # R4 I$ E9 Q6 T4 D9 N/ p2 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( f4 F: L" o4 e# p0 _6 y" I, z
    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 ...

    " I" T$ i$ [. T. 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。4 c; o1 r, V' k
    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
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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, A0 n% r  |. P+ M% }( 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。
    + a8 R. S' E/ D
    7 R9 K  K" t+ Y* X  W0 mht ...

    3 ?/ \0 }0 _5 \  `, p& N- Q此处应该@testjhy  老师
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