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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
  u7 y2 y# c8 z/ \; ^2 a" i: f% `5 Z
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。+ d5 \; `* l3 `  Q
5 A% M! J* |* q% v) \! a
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。8 O# ^7 B) ~' w# X/ D) \  v" i: T

) p* z- e% }1 b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。
6 @( i, C1 V: G, B. Z, K! ?
7 i" a  N& {7 Z/ m# W' V' |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。. j$ m' G6 W( u9 F& f6 A
) j0 }) g$ ^7 ~" H
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。& `, v! B/ ?8 j4 t9 `

9 `# V+ n$ O+ w1 l4 ?+ r0 h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。
( u$ S0 x, |5 v* Z$ o/ p7 L, @1 \
/ }5 q4 x8 R. `5 U! E% F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 @/ P: L& p: k( q  h: F
7 o7 M" z0 T, t5 ?' h  k8 Y
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。
! L0 R6 k' O/ b# }/ Z3 Z0 ^1 D3 U* j5 k  A6 y* ]
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。5 V# }9 J. U5 t* i

* j( y5 B: t  K" A' G: o6 ~* x' V, F规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。7 @" ]! H3 i& u/ ~# w, V8 W7 `) r  l

% ^1 A  t  ~& U  U" C8 C* W  k在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
2 X3 Q! c3 D6 G
. M+ E/ I# G- ^+ m. S" k* [4 g) X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。
& _0 l2 z; Q! ~; c+ C' t; G) R
( k. L: f1 [& U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 I1 y; l/ N. k/ @& E8 p# O# D
7 B- a% }! b3 a
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
    2025-6-30 08:53
  • 签到天数: 2967 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。
    . H  i( k0 y9 O" v4 g
    5 M/ n3 @$ w# E! j, o  n! a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 D& y; C$ C/ j0 a
    2 n7 a+ ^" L! C
    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。

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    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
    4 天前
  • 签到天数: 1289 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 2 d4 D' _0 j" [$ q/ a0 W, C
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    % L7 e1 w! B- |, y这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # Q6 U& I9 E. Q% V2 A' w& L" i( H! G% H9 Q6 v: 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 ...
    1 h- S7 c% ?4 s! y

    ) Z% }) [* i' E# i) g5 n厉害。
    1 b, L* z* b; U2 a* V% n, N/ Q0 X4 ^% L- C7 B1 x, }! |
    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
    ! p2 l+ Q* Z% Y) E7 W6 ~$ ~- O" ?这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ' I2 K& G" C& w- m
    & x+ r5 t- C0 B. F# ]4 w4 }3 P  T9 [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 p+ \" ]- u: M) K
    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。1 m# b! S; Q$ [4 X

    2 t6 ^9 J( U+ L! 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
    3 Z( |* R9 z; m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% W& u0 u% t9 _) r5 h6 v* ~$ h
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    2 {0 a/ y% M. D7 |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。1 R# d5 N, f1 x. w" g' h3 p. M

    , M0 y) I- K' r6 A6 p, A! z- 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。2 |) ?- s& I2 L! t& @) Z) {, M* X2 m2 |
    6 O% w7 L1 x5 i4 x( |3 _0 [
    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- f% ~% g8 E" G7 \' L
    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。
    * P+ E2 i6 O5 H4 a2 \
    : D* I. @0 Q* f" `你 ...
    ( I2 B6 a2 {1 c$ V# I) w# a2 q/ p
    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 09:416 ~7 z+ Z, N3 F9 }' `0 |1 v
    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。 ...

    - S9 j9 j: H. Y4 j6 Q0 t' q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
    - ^9 d, H- N+ \4 L0 v没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    " t* }3 z' Q4 @+ v  I8 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。
    / |9 P1 H) y9 W5 p" {7 ~% ?8 h2 j' `
    5 ~/ O7 J) u4 ]2 rhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm9 j" k1 ^5 c6 ~; k: i
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    9 V  Y/ R+ [, A3 K# j, T1 hhttps://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
    & m4 K9 H$ ?* v9 k/ Y这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ _& a/ l, t+ L- h

    ; C5 k4 G0 S- a, H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 ...

    ! L  ?  z8 h! a! R9 n9 i8 j+ N( I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
    8 p$ @4 _5 F* z' @3 F3 t" \4 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。5 H: H. h, W7 i1 Y9 X
    4 C% l$ y! {* y% v& e! A
    ht ...

    7 ?" ~6 P5 F! o, \6 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 10:321 i4 s: b& Y# }' [! [
    淡化水上用不了吧?

    / m3 ]: J$ W8 L; }0 A/ c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
    ( K. J3 Y' X# @, v. H0 s# n2 ^) V为什么?船上也需要淡水啊?
    ' S( [) o. {% L$ N, \
    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
    2025-7-25 03:50
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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 02:223 ]8 J' y) R! p' Z. x/ v
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    - @! c3 G% V8 o# l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 13:49  \5 R; e+ x8 R; j8 l! _* i
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    % K  A) h1 x2 x0 T  ?$ |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
    $ j2 j9 I. N7 v! a为什么?船上也需要淡水啊?

    5 i& j6 S* S* E' j2 D7 v, K: p2 N" |6 N8 G; b. ~# a' n
    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。7 T+ P" J* t1 ~9 x8 K, p. Q

    + F2 r, C0 ]0 R+ 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 01:44; O, B1 B# g. s* y" S' O. g" v
    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 ...
      P5 _0 E7 g+ R
    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。
    + {* k/ F( T& k- G$ z) X+ V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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  • TA的每日心情
    开心
    2025-7-15 14:48
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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+ d- t8 m' g( I( ~* 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。
    * j, C! J+ c5 K  Q
    : t* @3 z8 Q; K! a) c1 ?, e  [ht ...
    % E' }; X# a/ [! {; ^% {7 _
    此处应该@testjhy  老师
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