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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
7 T5 {7 l; G3 h
* {6 V3 ?, t7 t" b0 F: {6 R: Y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 Z7 ?, ]* o0 p& e4 N9 g8 D; _' x9 A+ |3 R$ g# B; U% C$ P! 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。
; P2 E6 \) f0 \/ n% Y! y( n. Z4 S% P" A* v, c6 J
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。8 p: g: K" L! [- o6 {( w
( G5 k3 T5 ^4 U6 R9 N/ T) Q: j
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/ v* x5 ^# R1 ]8 c" A$ h
: y6 n) G8 R( ]) P) E
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。, T: S. o7 k+ P' Q

7 k" V0 ?% G+ e6 _3 s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。$ e4 V: S" B7 |, [2 u. r

% _. k. Z8 n5 y" v; l3 K: O* s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。
# M. y. x( V7 i# N6 d3 P6 X% `! `0 j
& _1 w7 A& Y/ `1 X: s% E) P+ f+ G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。
; L6 A, o/ M8 e: t, Y: \% W
+ _8 `* f( t( N7 o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。5 V$ a+ D; h3 j- e- y0 g6 U
+ V1 T' J5 w$ b: }& ]
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
* ^1 H9 t$ W1 c6 b& o% [) |4 N, k3 N$ v0 U9 _& M
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。) T; r) |# @4 Y' u, t! X' v8 x- z

% ~0 L" C! D* D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。
, B9 [6 z/ H# r4 t- X( ?. _  n
; f+ t9 E$ D8 Z, {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。
9 q9 p1 t/ k9 k, T3 |( O: S2 F2 o6 r! R8 j
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
    昨天 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。1 q" C9 ?& t# \0 W+ G

    # G7 ]! x0 v! C, r! s+ O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。
    % |1 C7 Y7 q( r# `  `: v7 B' A: {! n8 p! ]* 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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      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
    3 小时前
  • 签到天数: 1629 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
    # n+ R# `" y) I2 J% @. m# K
    水风 发表于 2022-7-28 17:023 f. T# z2 F( U9 W
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) t6 u2 S2 Z8 Y" I. q+ L' W/ Z
    + [* t* `8 {* _6 q& g
    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 ...
    9 ~1 Z/ R( N* c+ g8 e- i! |

    " d3 l$ e1 J# w厉害。
    ! z: S& {  j9 |' _! N
    ' f2 T4 l. G1 A* M9 ]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 19:021 G$ _" v! b7 l
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。3 A7 j6 A) F6 y* h& {( _

    8 L% C7 w5 p3 c1 ~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 ...

    : N2 R. O2 D0 e/ I1 i- U8 }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。
    " F, c$ I$ G* [! n/ F. D
    8 A$ y& F# m6 d  ^- l' J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
    % }9 X$ _: ?+ R. t( I6 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。
    1 E* ]$ o7 E& B3 [2 r1 h" ~/ I! H1 f: g' j! ]+ z" Y' u" p6 B
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    , O  L5 b8 `# D' ~& {0 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。
    8 l# U! U: ]8 f7 x; d: p2 r" c
    . w$ e0 A5 ?; p+ w! h4 z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: n) e" @. Q! R1 R$ J- n! B* e' R0 y' F0 r/ ~( A5 v
    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
    # v6 O. f+ \# l# 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。8 L% i, s# ~9 H8 }% c, u
    - x- }# Q$ W- i/ p
    你 ...
    3 b2 ^" ]9 T, c5 @6 r6 b
    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 v9 v4 O# f8 `  {9 B% V
    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。 ...
    5 k% X) p; k' W% p6 ?
    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
    6 Q" M& Y. \/ n; Y没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    + M* N  j$ |: F
    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 D) x5 A8 _% B$ j+ F# W; _7 U9 {& `- o
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm; N) z1 F+ D8 ]0 Z; F
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    / ?0 m: E' I2 Bhttps://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: x# r' a; o  Q% ~' q3 B- s1 W
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( i- I) F2 k& \" I1 f
    4 r8 T+ {! n2 u" P/ G& E6 l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$ p8 a" v+ h5 _
    淡化水上用不了吧?
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    该用户从未签到

    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 10:189 X" Z( S3 B( O/ B; R. |7 o6 \8 ^& 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。/ P& O# i4 v# r# h2 ~
    ( j/ ?9 n$ {' q# e
    ht ...

    6 y& y7 m* L. n  k! S2 n) q, C- C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 10:325 v) l* p; h6 `2 l2 c2 S
    淡化水上用不了吧?

    ; q7 l/ E$ m6 r2 j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
    3 u4 `  Q) {6 I为什么?船上也需要淡水啊?

    : V5 ]3 D* s; U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
  • 签到天数: 815 天

    [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- `" l: e* E% T/ t' ?1 v吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    % D; J! p, X" G8 ^; 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
  • 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
    4 V' \) A# P) n' y, m* \) W. l水蒸气里哪有盐离子啊?
    * J; m$ \6 k% j' p
    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* s9 l* O% R) x6 ^7 g3 [- N
    为什么?船上也需要淡水啊?

    9 n$ {. l$ ^1 X9 w1 n' T$ \4 Y, x/ c, j2 M
    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。
    ; U. j& N0 H* B' Y
    0 y' ?% b  V  O) I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
  • 签到天数: 2 天

    [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
    , Q3 Z6 W7 T) W) ?  s4 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 ...
    . F! M1 H6 }" t% Q  }
    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。8 X& p! b% y  r' |
    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
  • 签到天数: 2008 天

    [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& [1 M/ U/ D/ ]  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 n/ G3 C* h; S
    4 x$ Y* l; z# |! w( g/ Z/ r" i2 [4 B
    ht ...

    & Z+ V( H) P) \# j此处应该@testjhy  老师
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