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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
& f3 V' a2 i/ |+ y: \, H- j6 w
" ^9 i4 E' f, P# r0 [  I1 _! G9 @1 T6 w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。. u: f' i' a  r5 Z% q3 L- ~

0 @/ P2 |* ^! [# 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。* B7 P1 ?8 `9 h: `. q/ ~7 Y) j6 e

* }) x& D, f& _" D& g5 N5 D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。
. M0 e0 @5 F% i. \( D6 H3 [3 ^5 ^9 [. g2 A" o$ V6 H
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。
% W0 p% X& a! \* i
( f' Y4 G, a- w+ B1 N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。
9 D5 @! G" m* J$ I( n6 e. o3 ]
# f  B" h6 h7 v% X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 o  D4 z- Y7 H7 e6 D0 g

0 R) s' I) Y  O4 l; 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。
0 e6 r: z; E) U4 \/ G4 W# p# c, ]3 p2 W& N/ E2 @2 T
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。
9 f- \  `4 Z0 Q  C& ]& p" z3 F3 G5 `' |# R9 u9 j
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。
1 K" U4 N& a2 A, |/ y9 x
, W6 r* J) e; H- Z! s$ y规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
! n% V3 }* L$ {+ c: Q) L; N' u% `- h3 _1 `. q; T* Y1 D% j  ?( @
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。% q7 M0 }* L7 b5 R1 ^
# k- O1 I2 m$ G. r
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。: J1 O; l8 r% u8 r: W* K' o, ?
3 }) b  R8 _; ]
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 l: A% \. v- U! x" M) D
) y7 a$ N; r& s& W+ d" P- g
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 10:01
  • 签到天数: 2966 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 y1 h. G2 ?4 l/ S8 U3 A5 d3 c
    # U. ^* [$ O$ t% [9 V( h( k
    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。* K8 F  p. |1 |2 P* N* v, ~
    ) g" Q5 I2 x& ?& M
    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
    7 小时前
  • 签到天数: 1250 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
    0 A4 \2 `5 h- G. Z. F
    水风 发表于 2022-7-28 17:02/ g& o; x7 T9 y# [+ v
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 y! _3 b+ l" j  C* v3 C
    1 F# @* Q. ^- M, `- x3 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 ...

    - o" @6 m; K' Q6 G$ C+ L
    7 F* o5 K: M: K$ \* o厉害。4 e* I6 d7 I4 t7 M
    & C( ?  w8 w, ]) t; T
    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
    % e& {8 ^) g3 g8 g9 A$ ?这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。, _' n6 P* z8 v+ X6 Z/ `; m. G
    ) l: f) ?, Q% {4 Y: ?- [% 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 ...

    - e' H1 T4 e) H: c: Z+ J/ z7 ^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。8 W0 h, e- k1 g) n7 ?( Q3 W1 u+ u

    . o0 W- s7 u2 K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, Z- T/ _1 a5 j4 h6 j8 C
    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。( ^, p* r7 x( Z; ?

    - l  A: [9 A) |% Z, S海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    * \' t8 V  O3 S. h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。; P- [4 P+ P" c6 n* Z; N( b

    : R1 _- N1 v5 Q  E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 F1 R! M- L  i) [) K
    $ Q8 q) D/ u/ W% b2 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
    8 H1 i6 o: f  w2 b/ f: v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。4 B1 Q" A4 M. q9 c

    $ G5 a) r* \# \6 g4 v9 M你 ...
    1 O( i9 s" u& U9 _6 V) a
    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
    7 e3 G9 J0 T. l& f6 j1 O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。 ...
    2 O( K9 L- B" q
    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: u( y* P' U8 J( t% ^
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    * _4 Y/ p% b# U! ?" 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。. j7 ~( h9 s- h1 d
    ; [2 Y  s5 H% {6 T' ?1 X" V$ x
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
      @* F( q4 N: s; [) ?2 x/ D1 m0 O这团队还有B站账号,经常发视频。
    : k8 v2 H7 f$ z; M5 chttps://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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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

    12#
    发表于 2022-8-30 00:32:59 | 只看该作者
    水风 发表于 2022-7-28 20:026 j' D9 E% \0 v. G6 V) v
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( ^/ I% `: E, w! a  f0 f/ G! @2 I$ R7 n+ t. o5 b( h7 J  ^2 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 ...
    ' G6 g5 Q0 S2 B- T5 Q- I3 B7 [2 J
    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 10:18
    ) s. S$ D1 |$ J" B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。( P8 F' N: m. @" f( S
    . S; x$ I& [4 I/ X
    ht ...
    + O6 ^" ?# e: y9 J% Y2 A
    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 10:328 k/ M0 E0 I3 i, F
    淡化水上用不了吧?

    . o' s; g/ {0 @* F  M, y5 N9 p为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
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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
    # G' O9 d' W9 N为什么?船上也需要淡水啊?

      _+ H6 B: i: x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
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    前天 02:42
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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
    1 X5 }, u5 M& R吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    4 R$ v' g2 \6 ~% r0 P5 X9 {水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
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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
    4 x, j# h0 ]( H. U水蒸气里哪有盐离子啊?
    - T8 h4 W% v$ _% Q
    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
    - \- o# l4 G4 E- c* ^% P( w为什么?船上也需要淡水啊?

    . d2 B" ~, h, t7 `% l, M& i4 E" j% ]6 b( e8 x$ q
    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。
    " K. F# r' |' p6 C4 L, N
    $ n7 l3 Y! x5 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
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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
    2 F( s# {, n% W, ]2 p' }" m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 ...
    ( n/ e9 |& H$ P& f
    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。5 t( _5 i" @! P  p
    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
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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 00:184 a. G0 a: C. D# r' @4 i
    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。
    - K8 q/ |$ D2 X" X: S9 P- Q: X8 P& t1 r
    ht ...
    1 {. c8 z  Z5 y- q
    此处应该@testjhy  老师
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