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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 $ q  Q: b1 G9 \* u9 x3 o+ ~) |

# i7 o4 ?, ^$ ?9 m6 x- I% S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。: i4 o$ E7 a$ s% H' k
4 Q4 x6 ]- J6 W' 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。1 V* M* I: C3 [$ ~* d, O6 X: k, J1 t( `

! y6 e9 [& t  E! N8 g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。
0 ]3 x# y& y7 k+ [( a/ n
3 `2 ?/ F) ~; Q3 u! W+ h4 \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。
# y; v" t  i0 ^' }- c% B
$ O6 t; L) F! |, N" k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。
: E1 D$ x9 K: D# x, C" d+ }' C+ b" h3 O  r7 Z6 ^
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。, e: O( A# o3 M8 g2 S6 Q

! N! @& [+ S) I8 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。
4 ~" w- K4 y  y( X) u5 F: G; Y) T" S, c$ `8 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。, V! y; v( R$ b# {0 d) s$ B) u
7 a& ^7 u' o: S+ q2 ]" @7 _
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 d* n0 ?8 [5 n  n5 S8 c- l
8 V" t: \% |+ i规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。1 A& ^2 h; V8 H7 j

  t& J- M3 C- [" k在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。" Q0 z1 C! i3 |0 Z# p' P8 Z

- {  u' s& A3 p6 p' r9 R" D: o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。
1 x" ^/ F3 C! I( M$ T! B( }" I' W# T
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 \) h) i. M4 q

( @0 o& u. p/ h( c" G/ C* 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
    13 小时前
  • 签到天数: 2965 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。
    4 ?& @6 Q+ q3 T+ j! C1 [) R3 S. {( 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。2 t$ w9 f6 I. q: E% A8 i1 Q

    6 T5 c( Q; D7 f- @) l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
    12 小时前
  • 签到天数: 1248 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 ; b+ w1 f* f1 e9 G/ i
    水风 发表于 2022-7-28 17:02! W0 u+ l# d% l* f$ M  W) Y7 j
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。" G  g" ~+ x. X* h! N' K
    5 K& D5 Y& _9 z' @# v( U
    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 ...

    6 N$ V9 i% u1 f1 |6 h/ J8 }% z3 ~2 y7 y$ C
    厉害。
    8 q! \  }& h* {, X! a# k; f! ~$ p: {
    # |6 }% k; {5 J! Q8 Q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
    / g( L9 b4 R# C  A# Z这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 |. z6 ]5 P$ ?: p5 G  N" {- l( Y4 S" a& {: l4 `! A0 t2 ?: ~2 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 ...
    ! S* P6 [2 n- 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。
    " B# v  v/ L, L. t7 F- Y: X7 {) j: q8 m2 ?
    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; w, Y  D- e8 i7 J1 i
    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。
    0 T( F- r) c0 R* [4 `; j* @+ k8 q7 T; q  I) U4 X' a2 w; G  f! P# H
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    - Q3 Y: X0 f, H; o+ B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。6 h7 V( F& k) ?$ _

    % J% A& {: e# U9 K* Y/ l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。: Z8 I$ U4 F, Q) Z( ~3 \
    & }! X" Q" a8 M. L+ j! C7 k
    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
    $ ~2 a1 P4 L8 R7 V- u0 p4 T3 U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 t8 H* k. e$ u1 D
    # J. n2 K) K- k: q) I9 L你 ...

    6 I$ m8 Q7 }2 i0 O' w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 09:41/ |6 [/ f# i9 O" w
    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。 ...
    - h- t! X4 M4 ]- h9 L
    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& r7 |9 U* L7 y" p6 S: V
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    + U* ]9 i! Z) r8 n8 v) 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。
    , P. M' E/ b. f$ l; K" I! X" t0 O8 R( E
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm" A. ]7 H2 ^( l2 V
    这团队还有B站账号,经常发视频。5 c: H+ v0 w0 V
    https://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# {% }" \2 @! p% P  ]- P  N
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. S* \6 _* J" i8 Y; v/ [1 U: L% m
    ( t5 L  i! M& C2 J  B& 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 ...

    6 N8 u7 d! y+ t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: Z, y' P; H" X1 v  x$ t
    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。* J6 C) w$ l5 I. C3 @, s0 E

    ' R  u# }& ]4 u9 h) ^2 eht ...

    7 W: _2 z) W1 V& g0 M# C' d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$ t4 I4 t% L' K
    淡化水上用不了吧?
    , h) M3 y/ G* r  }+ V0 m1 q
    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
    4 a( P: ?5 \. J为什么?船上也需要淡水啊?

    ; N4 o3 A5 t4 O; Y- ~1 v7 L* s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
    21 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 02:229 I* a+ W9 v6 f# x) b
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    6 K; B0 P7 b% S) u1 W& 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
  • 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' x! N( S. e4 q. E9 f
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    # }4 K! X$ M9 E' P/ D0 h
    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% t" U2 |: [" n4 X+ c7 ]" t  ~$ n
    为什么?船上也需要淡水啊?
    2 S- i0 Y$ @# E- P% ?) B% x
      x; b+ l3 a- D4 Z0 y! b5 l4 Z# ~% h
    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" e1 v6 y) Z  V) M9 \) l$ u) o* f
    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 01:449 g. c3 b# M( Y8 y
    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 ...
    4 R3 }1 J0 o" q9 r) L9 D* S7 a
    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。
    0 ^! m! x* M; m# 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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    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
    ) [) F% m. {# ~. {. r& C+ ?$ s! 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。
    " y4 q- l- @) R$ P& W0 r* [  ?2 Z& t+ o
    ht ...

    . S  L: @* k- J9 E& f( h此处应该@testjhy  老师
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