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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 5 s0 `  m4 L0 u6 L  y) o9 f4 l
- s! l( {  r+ d8 d2 b! T
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。+ F( `( }+ g: i
- h( \: `: P2 t: O$ D5 X  K
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。
7 r  a( o( a# @& m/ N. g8 B* l
0 z: M4 ^3 A, O; ~+ t9 W  b& Z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。
# T5 i3 Z: L8 a# c) ?( O2 h$ \3 i) y
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。8 S9 V/ t; y4 ?% `. H: i

' f  Y& Y  f! g; C4 ^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。5 m. f8 r$ q% t3 F6 S9 T9 y7 K
6 k( i* j1 y7 f* d) R9 o0 p
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。: s  D% i8 h! V) s- z; B, m5 ?

) L5 F% p# H3 v* ?! 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。
. B3 N8 X' U9 u" I. {1 b& _) t5 L1 t5 _7 K% S/ l
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 n% A$ i9 A0 ]& H4 S7 [6 A5 L& }* P1 j- ]. b/ R  |
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。: S4 x$ o( c0 k- y- |

5 R9 J# w/ ?, g规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
! x6 U, C8 B: a5 H9 h/ }8 \0 L3 k* V& R% \8 p( E( W: ]
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
% b; L9 x$ x, j/ \. O; i, t: l5 w8 z' Q
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。: K9 w/ n/ M/ k# g: x) b

  y! f! c  |8 ~- 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。& Y5 T+ _3 p, O4 t

; h: N0 Z  E) }2 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
    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。& p/ b! m9 ?* Z

    ) @1 r& Y( I% B$ a0 Y( {1 Q, b9 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。0 o7 @% z$ L  x1 {1 I

    6 y/ j# s: t" i, Y& N& ^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
    8 小时前
  • 签到天数: 1308 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
    ' |4 W- _( d9 r# w8 {
    水风 发表于 2022-7-28 17:02: B/ n, l3 ^/ V; Y5 X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  W+ ~% [3 ^5 Y% ^; `5 K) w

    1 ^' b! h2 c+ y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& F, M6 q( v: M& N; J* I4 @+ r1 H$ y4 Y6 I% N% A
    厉害。
    # ^- R) h  O$ ^1 H
    ) b0 C1 g9 C5 |4 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. r3 y" {" K2 f1 A
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 }2 ]# F2 W) j3 p8 Z% ^- B9 u
    8 V2 k/ x0 {, N9 n# N# ~$ K! 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 ...
    " ?8 [$ i4 D' n1 W# w1 ^( I9 W
    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。
    3 A/ p& I/ w7 M+ Z
    5 Y3 O9 Y/ s4 w1 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# Y- \. d' @: @7 k, H) _( ^4 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。+ {; B9 z/ o0 \* s
    ' \) B! M, X' e3 J1 L
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    & E6 H& ~$ w% M6 {( s: x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。
    0 _1 {/ F. K( K' f/ Z. H7 n3 A& \) O+ N3 L5 L( W& \( g6 n4 f: 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。$ p: V" c  U! k( j9 u
    3 N1 Z* n* ]2 I' O  P* ]" C
    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
    8 W& A1 A! G6 v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。
    & ~) k% e1 u5 u
    $ I: W! n- o" F$ I7 V8 F2 g/ K9 l2 e- _你 ...
    - N, g% b3 N. f; Z$ u
    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
    % p$ y8 u1 W) i3 U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。 ...
    # l; ~- u5 B3 |6 v& }
    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
    7 X( w) ~3 j5 P) Z' H3 v( {没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    8 @+ [, w/ ]+ o' Y  B& Z3 k0 E( o$ e2 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 |. ]$ `2 ]* T* P3 _. G' U7 g/ @) J
    ( L& _0 E2 T! I6 P
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ) L  m3 L/ s' d% o6 z这团队还有B站账号,经常发视频。
    ) r2 p- r0 }, K# Rhttps://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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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

    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; M8 O- y. |2 ^. `# x3 e! V
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 ~9 V/ B4 b, g' [; s( d5 }

    - `+ S. U, o3 n: A! s4 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 ...
    . t9 Y/ A0 f/ F, \0 V7 M
    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 10:187 V) D3 o# t: S6 _6 S' |
    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。( r: A0 t% y$ g0 @' F6 Q  H8 k
    $ w6 f' v, ?4 b2 f! a* W$ Z
    ht ...

    4 v; i/ A4 E% T* 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+ N' V4 A/ i* `$ U9 y
    淡化水上用不了吧?
    : Q# }5 E. Q* W  |
    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" g# f% g7 ]1 ^
    为什么?船上也需要淡水啊?

    . |5 j! F1 \$ I- G" ?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
    2025-8-14 01:12
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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$ v" l  ?; U% N
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    2 ?  X" ]8 f! E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
    ) m$ \$ ^/ S/ J, @( M. y$ }0 J水蒸气里哪有盐离子啊?

    5 t7 i. ]5 V" F, [- J1 H4 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 11:456 @8 k7 L- V0 ]- j2 y
    为什么?船上也需要淡水啊?

    ' ?; {: a$ y" h0 Y( |: _; D' Z1 i9 {$ H) T- w. Q! T9 `
    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。
    6 J3 \; ?% }. q0 v0 R! D& E0 h
    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 `* x) q, _- u+ L5 b+ }* u9 s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 ...
    1 C8 d6 r( i$ _. u6 [6 X. z
    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。
    & I, f$ o: N2 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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  • TA的每日心情
    开心
    3 天前
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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. m+ i1 K: j3 P; l1 M
    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。: S' D- |% g/ _$ K" A

    , \! O- t) F& t8 ^# O# Qht ...

    % S; O4 \' A5 ^' W此处应该@testjhy  老师
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