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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 + }) `- M& \; r. b
; n- ~+ ]. R) @7 H+ |
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。
  q! G0 J' ^( ?+ o2 p1 x% u( Q! ^9 X0 {. `
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。
% e+ D* v% I/ z5 Q6 k8 N4 v1 k' F2 e! H- I
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。
1 S1 a  R; A  s) A7 ]% m. I. O5 N3 f% F: a. Q7 @
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。
) E7 p8 `& F2 I
& Z: a5 {- Q+ u% T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。
! x; F, @& ~; U9 }; ^8 \) O" B- z1 P- T* z3 p; k
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。5 c/ c+ A- ]! v7 P$ z6 c- @' w* _6 B
# n9 V5 E9 X7 R8 X( ^- b
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 s3 W8 a: X0 n0 c5 S  u5 u  j! f, a) N0 B; |8 W
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。
) \& ~% m( S( X' D- H7 _* p  @5 U
. T( v0 D9 J" k3 c! r# U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。
* q+ L* k) {8 A1 y! Q9 p# G3 m, i5 _6 {- s, p
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。6 J9 i/ G. f6 c( e! U

- }5 C  B# J( l* b( T; a在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。% {1 D/ i+ J5 x
3 q# D0 G% L9 A; R0 @0 `
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 _7 J, d3 Y' V, ?- T$ f
0 N; m; o4 ?/ A& H" Y7 E9 J3 x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。
6 t+ d5 d, Q7 G. R0 Q" D
4 I$ s( o: Y- _: t9 {- L- m$ E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
    4 天前
  • 签到天数: 2935 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。, \: }& m" q2 U: s" B- w; X

    % D# r& P) |* l# 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。' V: K7 e, J, R8 r

    . l$ o  D3 I  N. f  \4 R: W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
    昨天 06:08
  • 签到天数: 1188 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
      I% i$ T8 p7 h* K
    水风 发表于 2022-7-28 17:021 }) v4 h! J9 \$ |! @
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( K2 K. T$ m  J% X. V4 L
    + \/ e$ y; o) h! k$ 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 ...
    - W3 z) T: y: L) Q; E

    - y  e) N  ^+ A4 @. o$ F; P厉害。+ M6 f% X. J7 _0 u! ?9 W

    7 A' l& p  M1 A! h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! W2 E1 b+ q: M% D7 \
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 x, o( Y( d" F4 }
    1 ^0 R/ o, s/ Z" E# Q" }( _3 g7 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 ...
    # M6 I  _0 I4 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。4 L9 a+ s4 k) b  v

    0 ~, n4 a* L4 {7 V: I5 R9 W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) |& b6 _3 O7 }9 f
    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。
    * b1 v/ v7 d0 K9 c; h9 n+ Q
    $ z: _; f# U& j( w: \0 ~海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    / a) N( w& Z( T7 k8 _; X' 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。
    / E  }' A2 k" L  K( W& K. [
    2 h2 y! I5 s/ A, t# g# B5 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。
    7 ~& ?: N# k! Q0 W+ \! I! ]' ?! q1 y  z6 H% o; M6 ?. A/ c
    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 15:504 W" x: |. x( b0 c" w& F
    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。( u# n3 ~' Q+ S4 d# {: x3 ?! _, ^( \
    " Y  d' f4 }/ ?. m# p7 C" ~! s
    你 ...
    1 o% n0 R1 g. ^1 I8 |) j- \# r* 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
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    [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 09:414 H/ l" z) M! L0 {& X/ S
    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。 ...

    ) P5 Q7 X$ o: U& ?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 O. O! [4 m$ c) ?8 B  l没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    5 s0 ?7 G4 T  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。5 G. y9 {: M; f& q! S, c1 g
    ; h9 s# H% b3 r( S
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    : d' Y) X8 y0 U; d这团队还有B站账号,经常发视频。
    ) D. T! U5 I9 y+ y$ Nhttps://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 20:028 L( O  y1 }) d: j# I- P2 ]
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ) W, E1 f& f. {# U( {$ L% G0 z' e" q( K5 z
    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 ...
    ) [8 s+ {5 x0 o
    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 10:188 B; T- s: M8 U$ {/ 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。0 u% g0 U4 u$ R% Z. a% w; J  n
    7 X) p  v: S: I7 V! }$ [
    ht ...
    " T" y) o4 z3 j# j5 g; V
    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
    7 O8 d1 D' E( l2 I淡化水上用不了吧?

    & ]( X6 o# U. q为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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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 12:454 k# J3 t/ H/ H' l! v
    为什么?船上也需要淡水啊?
    0 ~3 m; I* `8 c) V# o
    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 23:56
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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 02:227 F) j" x" t! @/ y' b6 `
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    7 G1 W9 g- l8 s8 D9 a  L8 D$ n1 O( {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
    2 [) C% b7 R- z3 M9 v1 s水蒸气里哪有盐离子啊?
    . K; q( ]0 P% I. ^/ d
    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 11:45
    + F& s: Q9 K- ?3 n+ a; ?为什么?船上也需要淡水啊?
    8 ]" ?, C0 S4 P0 C

    ' D$ P2 Q5 j! @4 F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。
      s2 K. S& X8 a8 S' k6 p1 {, ?: g& Z8 M% b
    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
    % u5 x$ \" W. R. F, n2 s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 ...

    , y- }4 \" V+ m: k9 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。
    ' E6 O& s9 P- W: F7 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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    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" z0 l& [1 |6 z% _- i  \/ j
    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。$ H& L/ p! I0 X% f' h* J7 G' s
    9 F5 \- y$ a, t( M- e' s2 j, t
    ht ...

    - \& z! P  x. Y- `此处应该@testjhy  老师
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