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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
( y& f0 f/ f6 {. U4 U7 r# O$ W
4 y3 i5 q: ?# @3 `' a- e- k" @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。! E9 ^& [$ {3 w/ I2 `/ g

3 k! O- p. M% X* t: h  w( 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。
7 ]4 i  ?* [* B% j% [0 _% P! u3 O" l
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。
- G) p6 ]; D0 ~, z" S# \
4 u, S5 |8 F" d$ E0 }, V- |# G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。
5 G( q" N- b! X& W
8 `4 j8 `# |3 [. x: p$ A! u8 c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。1 W4 F! d* ^1 y

1 D) D& c' ]) J  \& p- i+ 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。
8 u9 e$ {5 K$ c4 U: M2 C. [: f# b$ A! f" f2 j, i
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。1 d' h. u" m" B. r$ [0 |8 F
. i4 V& d2 R/ d; d7 v
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。
0 ^0 w8 Z# O7 N6 [$ k1 A% l; q3 Y2 Z( i% Y, L
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。: _9 p7 b) A3 N* F2 Y( y1 m9 f1 H

/ e: L9 K3 `1 T1 a规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
5 i2 o/ R5 x! b2 d9 F) p$ W3 q5 w/ c: s) b: ]
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
# G/ n" _( x; d4 D; c4 w- S' `, }6 G  S: H8 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。
# T0 |9 R% ?4 c
' _5 q1 o  O5 w' m# t. h& f# T" Q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。
0 u) r. x  }! P- {: N7 O6 H+ D5 i* \9 P- a4 o
这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-5-4 12:15
  • 签到天数: 2153 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
    5 小时前
  • 签到天数: 2758 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。
    : B/ w4 Z; |0 ?; ~( r- F$ f% o$ N  W4 A* Z! \6 h5 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。
    3 p6 n' m, u; X7 f3 I* r2 g9 z0 T) y- u
    + L8 k; k! p5 S6 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: 5.0 +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
    昨天 01:18
  • 签到天数: 931 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
    : T6 G& ^( |1 V- K% U9 K0 Y. y
    水风 发表于 2022-7-28 17:026 _( J% }0 {' c; |% U* V
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ u1 _) F; h& R, U+ b, r1 ^
    ; k" B! _$ t+ U( E0 W5 \
    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% b3 I. x/ M. o3 z3 z6 D; W3 e; @' d; x: a8 I) D) f
    厉害。. [" Z$ l$ A* B2 i7 o. ~8 m0 y: Q2 c

    9 B0 i% p( {+ i( G" u* E; N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/ x1 v: B. l2 K' X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ u+ t- l) ?  n1 Q' a
    + ~- H  b! ~6 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 ...

    ( P- z' }* C; z9 P- t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。1 r! t% T' X5 e# D1 o7 |' p" l

    $ T+ {! q8 {7 M5 Z( L3 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
    # L4 ^& Q( q$ D- }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。+ f3 K* }$ g6 i

    ( u) c+ c- e6 S8 L+ i海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    + d/ n2 \+ a2 q8 @+ z( R9 y. k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。% l9 ?- p+ `- b

    & T; T' F7 J; P; Y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。
    7 \. P% Z, j2 h9 G
    0 `2 j. `; k: R$ h/ T' O7 |  Z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
    1 K( H5 B* T$ O9 f, b' 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 p7 o$ |' O% h' P
    ! f8 r/ M% }8 p( O, Q- @
    你 ...

    , X2 G$ o( k3 w$ D5 @0 J- O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& o3 K+ x: U# \4 j
    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。 ...

    + X3 C3 j0 o0 L$ C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
    0 x  f' t0 s5 J. W6 h6 W没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    # S" i1 d; ?( W" I( e, G% 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。
    6 a- P( p/ r8 m6 h* h, O
    1 U9 `0 L& y8 g7 C' ghttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm. k* M. n1 s" y3 Y
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    " |- q2 f' P! ]+ e6 W4 ohttps://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! m# h; s+ J, D/ p; ~* n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # B# S) e0 B) p* X
    / `+ V/ Y; o6 U  N3 z4 |( E# 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 ...

    & N# b8 U/ r6 l$ \: ?% w0 u# c# M! l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
    . ?. Z- p! O3 S+ e1 G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。. O6 w$ ]6 Z) L2 A! `
    & ?/ @2 K2 {$ F. h
    ht ...
    : Q* y. A: n: D
    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
    0 ^8 D" h* _& E& h# R. I  g! V& s淡化水上用不了吧?

    * u& }2 k% y! X$ h6 _) ^) |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
    1 c/ U7 y/ S* }0 ?: c# B, U为什么?船上也需要淡水啊?
    - N6 ?. }& A  L' V0 Y
    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
    前天 22:42
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    [LV.9]渡劫

    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
    9 G( X; P& o/ C  L, |3 L  c吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    0 h" k: j+ ?' B+ k  I  H9 K
    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# _3 E- B( ~% O7 z
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    0 o( E3 P5 r* x- m
    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 11:454 K- o% K: O) k: p% j
    为什么?船上也需要淡水啊?

    , b& I* q- m; N6 [/ m" o
    8 s! S) V  D3 ^" j/ ^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- }. v. _+ B& t

    6 L# b9 D# `% e% M4 e# e' d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
    : j' e4 n/ {4 R# w" Q4 e+ 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 ...

    , I: X2 Q- @8 R* _1 c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。) J; r  w% ?. b  U; M- D( s
    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
    7 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
    # X& M: R# W& b- {! `" ^4 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。
    . n2 N5 N, G9 c0 C+ q. H$ f2 O) L6 X) }, o2 v) \4 p
    ht ...
      X% D% A+ M* h, O
    此处应该@testjhy  老师
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