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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 # [1 ]9 B' L8 i* n8 Y& h5 q

2 K) H5 v/ N( K. m+ p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。
  T9 R5 K+ K2 L: X8 d  r( b( B2 i6 f3 K# _; s% V6 }
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 ^$ x+ V9 ]+ r( p, x& N% `
: K* J' I7 T$ V
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。
; I) m) R0 c- _4 I
2 F" M3 X9 }( p: e; G3 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。3 G  J% H4 \( b: j- D

0 _3 e: I8 R4 w: r; k# y) e7 p" n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。
) a: j" J+ l& K8 m, `9 D, t7 I5 t
1 @+ c& i- j9 _; X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。
! P9 D! ^1 p: Q; p; v3 s: _8 N) W  d& r% O  f% o: Z( T
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。
" G7 d8 X$ q6 k. p: g
& Y/ m$ }" {1 s5 c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。& Z4 M3 @3 G8 R8 \% h

1 O2 s/ [  Q! h8 s9 E5 y+ s+ @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。* A" o7 b- i2 d4 f3 X$ ?
# i3 {% @, g$ }9 e
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。1 M* t) Y5 t( Q, n+ c# t: d$ x+ l
, w, k9 [% U: [" }! p
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。9 g* I" |5 Z7 _, _# v- I* g# r
; C+ c3 k4 Z% I" S5 j. y
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。! s) ?. `9 a7 P1 C- I. g
8 N# B! H. C; N7 m3 t4 @/ J
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。
$ A9 s2 K% Q5 E% F
) J# }( X' C* j. n$ v# v) o这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-5-27 23:07
  • 签到天数: 2154 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
    13 小时前
  • 签到天数: 2780 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。
    % O$ L7 d5 j1 F( x
    ' v7 b. ]2 J  Q: O5 O$ 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。
    - B2 ~+ P+ N) L8 m6 g! {( v! Z/ p8 v: d& T7 H
    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

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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
    12 小时前
  • 签到天数: 946 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
    8 s2 z/ ]# t# |- Z
    水风 发表于 2022-7-28 17:025 S+ O. d- z7 `+ r  K2 U
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 u+ `3 h2 m6 Z% q! _* |
    / T1 f& f7 u6 M3 e# H0 ]( ~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 ...

    " j& @9 Y: U$ ?: H+ a) U
    * {' p% {- p& H1 b9 Q/ C厉害。
    3 P& N2 s( `2 A- @/ {' k; s& O2 t( A9 U" l/ l8 I6 U% Z
    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 19:027 b9 T) M0 x4 g- K3 n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - S. g5 d, ~' G& ?8 P
    ' r0 s- e  ^5 A2 j& R1 E6 O9 C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& Z( S& w( q' 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。# ^, _5 W0 |, A1 G- L4 ^6 @5 o% K

    4 w+ z- u# u# e( M6 l0 b' z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# e" l( W" o6 K6 p4 d9 _1 |
    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。' Q; T& ]; t, m% k: H  w$ H/ V
    # E3 o  a* d( Q" j7 P8 N; j
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    4 T6 h! C7 e2 D( M- t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。
    7 w$ X; j5 P" c, C; X7 r  f: Z( y! R
    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 p& J' _* h8 K
    % m. D5 ~' l$ J  U! z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% O. |5 n5 a7 i. |0 C; E: d( j, 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。5 j. F+ _3 P8 w1 g) \. E, w9 J
    . I( R) Q/ a  z. `6 y
    你 ...

    9 E* T0 O4 g, a- C8 Z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
    ) q8 f: i+ E4 u' S/ a2 x* @3 F3 A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。 ...
    * E& d1 d8 z0 i  W/ y1 @5 |3 I
    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# [1 a0 p! l$ N$ |5 k+ `
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    : }& i# i# p* ~% Q( P# d( H
    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。+ Y8 v/ d( r0 p2 u3 I

    . P4 h. X4 N2 `https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    & y  P: Y! o; Q1 g' y. X! C这团队还有B站账号,经常发视频。
    ; u. M, c: t1 {7 `. S2 |8 V2 p, }/ Qhttps://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 20:020 M. d2 I1 T6 K( f
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 Q- p0 ^/ Z. V5 [) _" M) U, ]* C3 h3 |- F3 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 [6 N# _2 V! U# w/ Y( l5 J$ _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& e# k& i: O9 `( `6 x: t1 d+ ^" J2 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。4 k3 K' R8 r9 `& k
    & F! Z* k* X4 T( @
    ht ...
    ( z3 [# e( M$ i# n8 ^+ v2 b- 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 10:328 P8 P8 p8 W- Y1 \+ f* X; d: ?
    淡化水上用不了吧?
      B2 s- j) X/ L0 D
    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
    * L$ |2 i% s  k) Z1 w" D为什么?船上也需要淡水啊?
    4 t9 p* s1 B& O, d' F
    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
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    [LV.9]渡劫

    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
    ) ?* l0 y& Z' C吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    1 B; y6 z# F- j" J3 N
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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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" Y. e% `) E, i( }- }
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    ; `$ m, ?* {3 U" l
    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 11:455 @/ p0 ~( q( V' y# i, d
    为什么?船上也需要淡水啊?

    7 d: |# u2 l# K5 d* B% r1 h0 \2 w2 v. L0 Q( y4 \* h* N/ 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。; j, U) G. \3 s4 u8 }  F

    4 D; J- I. [, M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
    ' ~0 ]: S0 [, }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 ...

    ) t7 ~0 ?/ e3 c- P, S6 ^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。
    0 @$ `" g, J1 @# f( g- j& Z4 S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
    ' P+ Z3 ?7 S8 H6 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。
    8 r- \: d) ^% S6 ~7 z$ r/ ~, Y( v
    ht ...
    * O/ x" e4 w4 Y
    此处应该@testjhy  老师
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