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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
' ^% \1 u. @+ X4 M1 I* n2 o
1 G, t! }" Y% w" P" B& ^% M, I8 D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。9 m$ q2 ^8 U# |
% l0 l' q0 G" @& \
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。
$ o4 O- M: J- R% Q8 [& k2 Z6 L- c/ P  I
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。
' T9 m! j1 q. K6 k5 }# d+ ?7 h- y7 x" ?) o: O
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。( U* r* W( C) L( _0 D) `

) _  h8 O# G2 ~. V2 s4 b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 }2 e6 D; d- u6 d
8 W9 U9 U6 ^% Z
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。5 l% F* l7 t3 ]* B/ e1 t: m
) L7 F  h, O5 G7 _) S! u, ~
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 D- w- J/ b5 P# u- ~  o

0 Y' r+ W6 {: |9 z% S; f" V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。0 H6 J6 m, l6 L# o- m

: f. `8 B5 F$ U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。
! W) j- s" A  V
9 I: s  b9 J% ~6 I) H规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
+ b8 f+ c5 R2 d9 j6 X$ E' t0 [6 G1 g. n7 R2 `7 H
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
5 x9 @* x  m6 c' V: j5 C9 @. R; X3 V  ~- r  i8 }, I
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。- O9 L# P9 N$ c3 X: x  y9 _: u! n

* u+ O: G: H" \1 @" L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。3 h: T) ?; s, x" }! u) U
. V8 ~: m" @+ x6 b/ l$ M
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 16:12
  • 签到天数: 2999 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。
    0 x/ Y1 h4 y: {( F$ H
    " j7 a5 {' u5 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。
    ' P: X' l0 S  n, F) O! g" b4 p  o& ]6 b, j" b; `1 W2 H9 k
    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
    昨天 06:46
  • 签到天数: 1526 天

    [LV.Master]无

    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 . G/ H* f8 E9 p5 g  m
    水风 发表于 2022-7-28 17:02/ Q# i1 n" R2 v) J3 T4 [
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 z' D/ B5 a+ g

    " a# P& D3 ?& j! T; y& 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 ...

      d& K1 U; J- V8 W( ~  _: F
    2 b6 S3 J+ y/ ?7 N厉害。$ u+ m! L% y# B- r
    % m+ C# h  K% l9 C- l
    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. j" Y( R6 w! m. }6 ~/ E
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。* l2 E0 C2 }  q4 d

      v/ r5 y, P) p! L& Z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 ...
      ^5 `! R" `9 T% F
    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。
    : K, C* O) }6 }& o2 X
    : Q6 C6 W4 D; X9 Z: f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- s6 _  p6 G% \7 i+ r( [
    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% g' W7 _2 F; M5 c9 `
    : h+ U7 C1 N2 J6 K* {" {
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    % z2 i* O. ?7 Y
    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 B! X7 A% J' }" t: \' F) F

    9 e& R1 T7 _4 Q7 }. _# u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。4 J- {( E& p" C3 e: `3 F

    ( c# \/ i) J( a2 ~) j) r! F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
    + B" O% L. T2 |" W8 ]7 @( A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。
    ( b2 Q; P: P3 m' }0 Y0 ]8 e3 ~" H9 S; `2 D7 U
    你 ...
    & i' \; z3 E4 W! c, \) v
    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
    7 P/ ]- E1 j0 n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。 ...
    " f( `) |' V" y1 F
    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
    2 W% N0 E* f/ P' k; \& e( `没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    9 h+ E! J7 G+ N/ V" 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。' {* l( P% f! p
    9 e6 Q7 G$ J' U
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm) b: _* E7 N! f2 V2 I
    这团队还有B站账号,经常发视频。% ^2 e0 f6 Y! I8 _7 ~* f
    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 20:022 @# u. Y  I( |, P: x% R2 J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ f5 F# E# c% v
    ! {0 w* ?: G* t2 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 ...

    - A" r& K0 E. h$ i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
    - |) W8 f. g  k/ 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。
    ; Q& c! s$ q! P( C5 s& D! L( x4 K3 l4 U( o4 {' }7 G
    ht ...

    4 J4 S6 D, ]- _7 K( {5 @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 10:323 y: {' i2 |4 B4 ~
    淡化水上用不了吧?
    " u( |! [/ W/ A$ v. Y
    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
    # A' I3 n& G9 [, h7 s9 I+ L为什么?船上也需要淡水啊?

    1 M( ?" m8 _$ y( G  t  Z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
    2026-2-11 01:50
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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+ T) x% G+ ?7 k, v% X1 |
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    $ N9 o# D8 H$ X8 w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 13:492 P. ?1 _0 I5 p
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    4 x$ G; V  G1 ~" x, g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  o) u9 F  T' a9 \1 m6 x) u
    为什么?船上也需要淡水啊?
    " s% H7 f, X" |% H5 j) w
    0 r  z+ g6 G! Y/ M" }
    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。
    ' `! ^: n& a+ \! O) P8 H3 r& i( ]- J4 o' _/ y% ]9 p
    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 01:444 m0 \( F% O# k! u& z- Q5 X8 c
    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 ...

    ) t. d/ z5 n" y) C# ], 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。9 Z7 e, z* N2 m/ n, @9 }! y1 f
    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 00:188 l) F! v0 a: s# M/ 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。& e0 z/ P' g" `/ J6 p* Z

    # J7 }. b; A1 Q/ j* b6 i' t1 p# n9 }ht ...
    " g6 b7 e) a" n
    此处应该@testjhy  老师
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