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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 * x  E& ~" G/ P* m4 ]

; G( v/ V4 C" X' G  g! g" J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。3 {2 }4 f  \% G! i+ {

: E% b1 f7 A- i! O. `1 K0 \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。& b5 Y# P4 N2 d9 Q8 l4 h, n
- Z# y- v- g  T% E% N5 j) y. Z- 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。
  p- `. G! G" p, j% O7 s6 P! B
% b3 B& R9 t& R( u4 m/ m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。
( ~: P; z4 [: k: V, @4 D& c+ `6 u) U8 Y4 d2 o
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 x1 b5 W& Y" Q0 F( _, l% f! x* i( m3 a8 F
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。- R1 Q- j! m1 W6 {! J# U' H7 L
( D& i2 k, P1 _2 k
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。1 O' z! ~# I! z# ]* m; A( v; Q

0 r+ ]8 j/ k$ @9 Y* a$ w$ t8 ^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。
; l  f4 m! c. y2 e% s+ v  w" x7 [% X* H
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 T+ V3 ]' y& `! _9 ?& p2 w! [
: w! j4 N& M) [4 r7 C9 E规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。" |! ~0 {% \% s% a( M: P8 p" ?

# G+ i1 c4 L8 P! W0 T9 F" @在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。7 z1 c  o: u  V

( F- @; J; k7 S3 g, 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。
) z# E: A" g- V. s& ?' E4 e6 ^+ q; ~* z' v
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。
- X2 M+ |% @! P' H% f$ x6 ~4 q" A2 Y* d# C) d
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 08:47
  • 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。8 w4 G. p% u2 C4 l

    , u* O, V0 l  D, N" v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。
    0 l6 l/ |. [- x2 Z6 v  h( P0 ~
    9 M1 z) R. V2 |/ L' B$ u6 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
    昨天 10:37
  • 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 9 g  v) ?. j* s% X& r! X1 }
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    % x( v0 w6 C( J; u6 h* V  x这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    % V' L2 l/ G, Z' s/ Y; j2 d3 H4 M8 m# }$ Z1 {3 U: q' 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 ...

    - G" M& d% `" |  h" N* T* Y' b  x( z# r# R' C1 _1 B. Z5 _$ X
    厉害。
    % B2 q1 w2 f4 t% o2 w
      F* l  ]  A" v- z8 y, 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( I7 m1 \9 Q/ L) _: j2 h* U
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    5 s) P6 t1 I6 q: j% Z
    6 W1 |0 Y1 u$ B. [. 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 ...

    ( k7 C" z6 y, }) N( N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。; O2 M/ X0 ]2 Y8 w( Z5 Q$ T0 t

    4 C; J/ y, E. V' E/ |& p% I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
    : m- Y; P+ W; l- \0 H2 |- `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。
    ; h1 W. F2 W; |6 @$ T6 }+ Z7 F
    7 ~: @0 O* I. C5 E2 c海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    ! r1 W: t% A' [0 g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。' q& z3 u  p. ^' x0 w

    4 c2 j; c" F6 W" z1 m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。9 @* {) N4 U0 {1 @5 P) ^/ ]

    . y* x; a. R: {( w! z8 r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
    4 Z. J, N& g0 v: ?) n3 A$ 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。: b& f& \* \; z4 |9 [& F3 A& e
    ( S. D' f6 J3 F7 R. }
    你 ...
    ( {/ P3 R7 a9 O4 \; v9 g; 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
  • 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
    5 e2 G1 Q( W% w  U2 y2 ]  y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。 ...
    , C8 N9 K7 G5 N9 i$ y3 A2 @
    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
    7 a3 C4 g+ g" R. y" h没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    & ?6 T* O% a$ X* W8 U- P6 O# Q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 J" J+ `8 p* G
    . p! P4 T, S( b! J& Q6 `
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm( @4 G! @$ c" E* Z; _
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    $ ^& w* N9 l; s1 bhttps://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& E6 m% @5 c) h) d这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      ]: k7 }4 `% i, B
    ) F, ]; J' ]) J8 m. @/ p. ^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 ...

    ) p3 G$ J( @( U' s+ 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+ z  B, x' q& k# 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。
    : P' @' j& V2 e% g# v1 \7 x$ q) s2 y: `
    ht ...
    7 M  O/ a6 u/ U5 H; U! ]9 ^3 z6 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 10:320 o, c7 K. N7 i) @
    淡化水上用不了吧?

    & Y" E; I! y) z$ p5 [' V/ 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) A2 f6 L5 x+ _! H* Z
    为什么?船上也需要淡水啊?
    - \- F" M# O/ H
    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
    4 小时前
  • 签到天数: 789 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 02:221 j% W: L" s$ u" Q
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    7 m0 ^/ ]' T6 n( y2 N7 w; f4 K! B
    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
    , W3 i' B9 ]1 }2 q# R3 l水蒸气里哪有盐离子啊?
    / X; G2 ]8 `, N# |8 m' z6 {
    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 11:458 S, t* U4 c0 Z3 \9 y
    为什么?船上也需要淡水啊?

    9 Z- a2 U/ a6 K  C+ J: N) P# y8 j! u- V( O
    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。
    ! S5 ]) p: A7 Z' ^! y$ d, C% P
    " n' J, ?* g; W( g/ W9 c! W. }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
    4 t* i4 Z2 T, \0 x% o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 ...
    ! \' e3 F6 @$ H5 {
    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。
    * p  g8 Y2 S( ?0 |3 S* x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- `. V! Z8 H! ~) R( ]
    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。
    3 j, n( @/ i( p0 j$ u5 D% ~8 k1 l- l, G6 v( {! y0 M4 D% R
    ht ...
    3 A% T- T) ^- E1 C8 x8 `3 f5 E
    此处应该@testjhy  老师
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