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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| 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 ) n- D$ s! Z" }5 Y: h" E  D

) X( c& k" D+ X3 \! ]  ]: q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。
4 T! j  }! j! L: [) ~: b
  P* v! k1 b2 ~0 c) }3 ^/ f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。
5 G5 n) i3 j+ p3 K8 Z% `! h& \, ^9 i: F3 B: y" v
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。+ w. Z! c( ]. y
* b; Y8 K- p0 M/ f- E3 ^( ?
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。3 K& @) p7 Z* S" y5 _( T& e! _

+ w* \$ D; S# R+ R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。
8 @+ H: N7 \8 X& d2 F; i* B
5 R, I( o% D# O% j# q- a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。
* r) `- N) V7 g8 F" t$ \2 V" N- l8 F$ _1 J3 Q
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 g& A5 }- ]$ R7 ^1 Z) B4 K: ?# b$ B
/ ~/ _6 \8 @# x- @, {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。: G! a1 P  I* T; T* N
1 [7 U8 E  m0 a! W2 ~' i$ n1 n: ?
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。
0 I: y) Q  T& D( t# s+ N$ F: A
2 U6 }6 v* Y7 C( j# t规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
3 Y  ]) M* ]& V- _  N" _, G+ t$ H9 b
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。2 d# r. I% ?* R. i) ^

" _3 i! L0 `% P1 J' E) X% S( Q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。& ]" O# k/ y3 F+ C4 S* r  ]

: ?! E2 Q/ ^* C7 N, q0 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。; ~4 L! m3 _( s/ O* j8 t

+ S& a/ W* U# j. g) H7 x* X' v这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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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
    2025-10-17 10:12
  • 签到天数: 2968 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。* e/ D- P' t2 M9 T% K  ]) c6 k! c7 _$ Y
    8 S7 e+ n9 g8 e! p1 C2 E6 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。  W  a* v# P& K, S$ ^
    # W& s# c6 d* F" _
    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
    6 小时前
  • 签到天数: 1370 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+ c. Y3 Z1 p' f4 \. \* _- Q
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ! h5 F$ F4 [/ g0 U1 v# ]这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    . k4 d+ c& [/ z/ z6 w) L& P/ T  D
    ; `( X% x# B/ X' 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 ...
    4 H. D8 h- M& V2 q4 m! Y6 a7 D
    & m, H. i4 |) I& p  J
    厉害。
    ' l* O9 y* o: X2 A# y
    + |4 `0 v9 v. E4 E- 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( ]. d" A4 @0 Y2 N; B8 }1 [3 O
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 H7 g7 k$ Y  ?: P. a9 d  G. j: \3 Z9 o0 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 ...

    / ?; [  k# P  v* H. {% \9 v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。! K2 q8 n9 y. f) o5 T4 R

    # L1 h$ M; k3 `# R0 ^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& S9 t- f9 A  {) G) L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。; X- G  O. y/ l! F4 M

    ) p) J6 Q3 T6 O9 {$ F# D) i海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ( |; N. `2 S: O/ r* h! C6 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。7 g1 w$ V" R& G; `5 ]2 Z( j
    . `3 _8 o( a) l( Q! o0 V0 f7 X
    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。
    + U) W$ W$ K$ M: s! u& o
    : i- t! x, o8 K, R; e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 15:506 x, O; ~( Q. o5 s- j2 h) E
    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。2 j" q6 Y" q( _1 q" U/ a: b
    ' R& h" M/ ?! e- j$ G, J$ j1 \6 I
    你 ...

    $ }3 L9 _+ W) O* h) S. g: S$ 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
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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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    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 09:413 ]. P' l4 U9 `7 ?' B1 i
    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。 ...

    * W7 x' ]1 l# s# D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
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    [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
    " s) e" t2 E/ A8 ^4 |* ?' F& h没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    3 F# [5 \! n+ j  o7 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。! d+ p7 n% C* J/ E, W

    8 L- d* f" ?2 m+ t$ Qhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    3 k5 D+ q9 G6 r6 e这团队还有B站账号,经常发视频。
    5 u) j, i8 Q. K8 x) v1 n' b9 g% R. whttps://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 20:02% F* B' N3 I% ?# P
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    : e. h" n* ~. T7 _+ ~
    $ X$ l" q- _' 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 ...

    7 n- U8 t- @0 R4 K" C& C4 g* u( B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
    * T' P5 G: |! e" ?& n. O* 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。
    2 K5 D9 K: {( P2 I' a3 v
    4 U& x  f% P  \ht ...

    5 `9 x( k" v) g" g! B* N6 i" U* ~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 10:329 Q" u1 k) H- f! Q; ~. [/ q
    淡化水上用不了吧?
    4 n/ R3 D6 q/ @5 B3 \7 t& [9 Q4 g
    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 12:45
    1 E  _! Y% q  Y* m5 S7 D1 ?为什么?船上也需要淡水啊?
    & i1 k6 u* l; b# R, N9 F9 \
    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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    [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. W( J9 X5 q2 a7 q
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    8 E; |( N. [* ~4 f5 t2 C
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
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    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
    1 Y$ P# t: U, l7 ^水蒸气里哪有盐离子啊?

    & ^# a8 G: h1 [: t0 L& A6 _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
    & I) n+ W- O' x6 {2 |6 B$ g" \+ \为什么?船上也需要淡水啊?
    1 N  n, o* [" F: q0 k$ D  J

    7 e! r$ S0 o, O1 P, j5 ?0 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。
    & O& [6 Q8 {  N/ H) ~, c6 D0 K% b3 i* k
    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
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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
    1 b3 A, X" E* V6 D  g1 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 ...

    % @! ~- M. t* T( a- k* m( P; Y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。
    - {, I% Q3 h7 Q, m% v9 G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
    ) ?! k3 o4 I, P. H# H! 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。4 G  o: C$ ~  X* @/ e  v
    - q1 J" m) J: @# N
    ht ...
    6 _1 }6 J! k! ^; R! H5 a6 T4 W
    此处应该@testjhy  老师
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