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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
, K7 n) c9 U$ O2 g& S- U& H# P
  F. \3 Q* [8 \9 M( 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。0 t7 N' V9 E% W! [. B' o" Q3 O4 o

0 `0 \3 L3 r/ z; _, w0 K5 v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。1 x4 o; q, ?& _3 r% w% z/ J) [. a

7 r3 E9 |( }' O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。
- o5 L+ V6 |$ u/ R; o6 I( }6 `8 V  k9 K0 \/ Z  n$ f
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。( \/ G  G$ N" t, Q% K
' h, P/ j" ~+ S. T7 {
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。: |2 V) R% F- T8 G  V

( ]# j6 A$ ?/ e/ m+ |: V$ T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。
: i! D+ g! e. A0 X$ f+ Z/ h  Z" T3 z8 x
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。4 Q7 R+ Q  s# N3 j8 p5 s1 R: d

: P% G  A# `# ^9 Z- @8 h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。+ t. n! Z4 l. w' J
2 R4 G: M$ a. }' k
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 [2 Q$ ?+ ?8 l8 M- N/ w3 M  ]6 q
9 z: |0 S" {1 K/ ^$ P) E" {" m' ~$ ]9 }5 a规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。8 V& h  J/ w* T% [2 E

" q# W* b- e/ {9 k2 H在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
: `  m4 f9 K5 t( ~/ D3 b; H2 w0 z9 ~0 }1 }5 J# c; \
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。
( x$ D6 B, ^7 r  i1 e) K4 C
* r% }# a2 u! x3 y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。
1 h1 f' N, d8 V( r. W2 D2 ^- v2 H  x) g6 L9 o) g* j7 y
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。7 c9 K4 R, m$ |0 w9 k3 T

    * L/ j% d: L! U% F& e1 l3 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。
    9 F9 m6 w3 T1 {/ [2 e) C5 _3 T
    % U& C" c4 F% E" Q0 c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
    14 小时前
  • 签到天数: 1329 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
    * K* q0 |0 y$ ?3 G
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    / X+ B6 P% i$ N8 K这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。; B0 g: q/ V8 o* b5 X6 `* \

    ' y2 e' l' m; Q, 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 ...

    ! R+ R) j7 T# y" J. u! ^6 i, w+ i6 b& R& B& `. J
    厉害。
    $ X) }9 G& j( ?9 W3 l. C8 y* v4 k6 {6 J% B# Q5 n: d2 d
    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
    / S# I  ?- y0 D! ?' M  s4 T/ W3 D* g0 N; W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) Z: ]9 g) ]7 V+ z2 r8 b

    7 M  A3 C) A* L8 r6 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 ...
    " r" o- I- R: v0 x" y& 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。
    ( m( j) B0 j; w
    % A, K- u& Y( {5 K5 o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 10:356 Q( Q! F4 u4 e7 v' n- B; E
    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。- a6 g) M1 |( v# ^- a% P

    + U. U: P+ ?8 R8 z海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    $ H& @: h) Z: a- t4 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。7 F; u/ ?1 }! p3 h( w; Z
    5 J' M+ d+ M9 J
    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。) Y1 B5 T4 w( b$ p( W5 S
    ( ?- b1 A7 R$ _  |  p
    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* u9 x* `6 h* Y/ @' Y  j9 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。' t  U' k% U8 ~7 S3 v$ i3 y

    2 u2 B: ?5 U; u4 A# B0 k* R你 ...

    6 R) f/ Q0 P- S4 H; ]2 v; ]) `3 K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
    ' s  Z5 f! I  h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。 ...
    3 O3 i0 [; e, I
    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
    + N7 K5 A1 x) M5 g  n5 u没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    4 ~6 {  Z% y: G$ Z& \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。
    & w+ W) ]0 I! k9 m9 t, C0 B2 S0 @; \0 B8 v1 A3 P9 o# p
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    . u: E! `7 Y# y, i, n. G这团队还有B站账号,经常发视频。
    / F7 l% _9 P% x: F/ 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  \$ W6 k1 m4 Z- a8 y; X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , S# p. w0 e' T' T1 S& S$ n, s- q3 N  V2 F/ 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 ...

    - }! L( W# L- i3 _  m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
    ! ?- J) w! 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。( N3 O/ B0 a5 {- f( P4 E2 ^
    ' J) y6 v. ^7 a4 b- X7 e6 b, j# o
    ht ...

      `% Q2 p: `  Y& H+ F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
    ' ]  }3 k6 P& Q0 D$ S淡化水上用不了吧?

    6 W$ C, D: @9 k3 g9 s" R/ V9 D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
    / O5 U6 M4 A. Z( O4 M为什么?船上也需要淡水啊?

    ' d; R. m5 A7 n3 q, ~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
    16 小时前
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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! C1 f8 p" \# U. ^4 _7 P+ v( d
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    , R2 \+ H3 `7 V% Z' Y4 q. Y: [
    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 p; Z& g: |" @4 R, Y3 O水蒸气里哪有盐离子啊?

    ; |7 l( ?8 @! T+ R* f# e9 t4 ^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
    / G8 V+ b0 V4 E- f- m; f为什么?船上也需要淡水啊?

    2 G& I8 ^+ Z# Z! {- e6 [0 [% g, M; Q* D2 }1 `7 d9 _  \
    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。7 n2 S, C5 ~/ x" T  d
    " e" N) s' ]" u
    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) T3 c& Q( m$ l* d1 C& E% g6 W
    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 ...
    % X2 t0 Y  u3 a  H
    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。
    - z( h# l5 U6 O% S- N" N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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    [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
    8 ], ^# n6 h' c$ ^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 @: z2 S! j. d' o( m
    ' ?; G9 V3 j+ k& fht ...
    4 h8 h' n/ G) g- d9 i
    此处应该@testjhy  老师
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