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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 6 {6 J7 T9 w! |! a( ~0 g
! ]+ ]3 T0 g! z# F/ u$ P5 l
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% S0 `  I3 F1 |

& p' U# V& j9 W* }1 G  H. S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。" U7 Z, Z" \  A: V5 L6 m

9 c0 A1 [& o8 l1 P) }1 O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 J- o2 l) e- d5 T7 R
: q, u" i' Q* @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。1 }0 F7 X( X. g8 b( Z; j: I

, N3 J5 X8 u5 E6 s) P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。* _  F# F; o7 K: n2 E" ?
7 b7 Y7 D/ R7 ~2 c
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。
0 Y" ]$ T" a9 X/ w7 Y/ B1 }4 ^4 M  t: o, J
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。
$ h4 M0 _( |" ?
/ l! y1 u! R7 L0 ?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。6 \1 ]9 b6 z+ ~# u( U
* w7 T1 P) T% f* @
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。
& L4 q. h! u5 o6 m* Y
6 X. {8 N& P2 u, Z: M规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
; T8 y, [! k" U" p
/ Z- g) E! B  D0 _0 N& h在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
* |& y8 a2 G, O8 g( y
' E7 v7 l7 c% G- U! t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。  |- f* j" d3 j( u1 w
; o' n' J/ P: z; ^
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。0 G& }" A6 Y) ?* D5 c8 d+ \, Y' d
! F+ W. B! R+ P7 I% a8 v
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
    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
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    [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。* A7 ^' S( Q& {5 \9 ]" J

    $ A' o, u- E" U4 K7 L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 X: W$ @- n! X$ P

    1 o5 e+ N" Q* |4 h1 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。

    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 10:18
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    [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 5 z* n  j1 m! R! t
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    1 [  p9 r9 V+ o! Y& ]这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。' G8 `1 ?% T" T9 i( j

    2 N& k3 Y* h' J  t/ ~1 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 ...

    ; X/ G: A0 J+ k  R
    * b5 x6 g: [# C厉害。
    ; P# k: Z7 Z0 ?" @: r  p" f" D$ ]3 z% D- o. o
    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: A! S- W/ `- e) P7 M8 R
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! W+ y+ i( ^0 S& }, w, x7 P0 q+ q+ i, n2 F+ {) q/ I0 k6 L
    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 ...
    ; f/ z! r0 m, E% J8 ^
    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。# Z7 e7 M' O4 D% S  d' l1 V
    6 e+ W+ @( L1 W. {6 J* b
    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 10:351 t' E" b8 B) 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。
    0 @5 v1 l( v( [1 Q% T: m, j' U. T
      [3 c: i3 `% e6 M- |0 M海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    . F, K2 Z- S7 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。
      f7 A3 T7 }# d7 ]& l8 r; l. f- a4 h3 U! B
    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。
    0 P; b9 U! C. t
    0 x  S/ m# ]' b/ Q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 d# n4 d3 u) G" I5 i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。
    ! e: K  f) I% m0 f& o! Q( a
    5 u' A3 f& z/ N! _' `2 u/ I你 ...
    , @: y+ d$ T1 ^- Z& Z8 b. o+ y
    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 09:414 c/ Q# G9 Q# i/ y2 f0 k
    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。 ...

    - s3 X0 s0 \; {) S3 U0 S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
    & T) \, S( x. |! ]9 Y% J2 [没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    ; y1 ]+ ?4 g8 R. G' U
    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。7 b' J6 M9 c6 K* n$ a) d& ]7 C
    / g" c# H% {/ R
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm3 z: _/ a  r+ `, h$ W
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    # h( `8 B0 U+ }! i% t6 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
    ' T& Y# c; o( Z. c. r2 _6 f7 r这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 |3 U8 Q+ x5 i5 R; n0 P6 a8 t2 R& L( {
    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 ...

    3 @4 }. M2 b( o4 {& q. S; o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 10:188 e' T% m. F2 ~. w. Z- _
    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 h, z  V/ H, w) @, n2 b

    + c! O5 X; }% [" K" ?ht ...
    & X, \: ~6 ?7 c9 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
    8 d' \+ A( u+ F# e, L! N淡化水上用不了吧?
    3 e! D# s+ l. n/ W' ^
    为什么?船上也需要淡水啊?
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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
    - F9 p" _$ e+ g$ K& w8 w1 N为什么?船上也需要淡水啊?
    ; G/ n; s+ h+ E, @; z8 W+ u( e
    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
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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% f9 ~2 a2 s, b' x
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    6 j1 K1 {& ~8 G4 w3 E水蒸气里哪有盐离子啊?
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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
    ) O& Y7 L- F& B水蒸气里哪有盐离子啊?

    : `/ d% B: n2 t) ^, ?& g2 I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
    ! C. T9 c/ b8 A- e7 S" |/ i: `为什么?船上也需要淡水啊?
    1 h( _- D5 f6 b/ g2 K7 |

    2 @. T0 x) ]* 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。
    + ?* I- R& G5 S0 A3 z. A" h+ }2 u( Q) S
    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% @: i1 U5 ~2 R+ q
    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 ...

    # y! G# ]0 M- a. _& i# T3 K, _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。2 f8 V3 D) ?% w& F" U2 S/ R
    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* j$ C  Y; y% q# E. f1 W! 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。
    - ^) G/ |" ?' m( s  J0 f9 {5 \* T" U& I6 F  g9 r- B/ x
    ht ...

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