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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 9 s; q9 c- W. ~: ?% V  G7 \5 K6 d

5 }( c. a0 A- ]3 u! X9 I# z8 x+ K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。& m% W2 N- ?  c
7 E3 K1 M2 h. m6 V' o0 C
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。& {9 d5 W  _$ d+ ]* A( D$ g* }& z. l

9 t; @/ C# l0 _/ l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。
  E6 [  {, `" E( J
) u; t0 d- j4 G7 @) G" ?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。
4 N5 b( Z# Z" ]5 c# t6 T( l8 {
1 d& n! o4 v  z& E1 F( n$ t3 a: |( Z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。$ y$ H% Z2 t3 J+ C4 y

6 y3 q  U+ f- d/ I( j) p2 R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。/ K( m0 N  u! A$ T  k% @

1 O" `; q( o3 d) C; D2 C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。
1 I1 Y+ `' w! P: j7 i. Z! ]
/ S7 k- r$ ^6 R* t/ n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。
7 `# K. X; }, Z) c% Z! [: F' v/ R7 {  u! A3 t- v; g( E
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。9 \% ~/ R" Y2 B; f* L' Q1 o

* m; ~& k$ i5 A( |0 r8 e7 ?规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
  f( e! e6 `9 u4 P
: ^) J0 G- m' D" m' j  i在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
- i5 z" E6 X- l' R; C- ?1 @& j& @) i% u; r
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。- O6 P& O1 D  C$ d, T, K; ~: V' u
$ U5 _# `9 Z% W; ^4 b2 r
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。
2 m: z$ K9 q2 m* d) u2 ]+ o+ ]3 d/ J$ _
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
    前天 10:03
  • 签到天数: 2939 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。5 W; x- l, R# N2 z# A, y$ R9 @3 f

    * ~1 c6 Q5 A9 J7 m+ E: y6 b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。
    ; E: z( t7 Y5 X5 q
    ! ?8 X8 D, P# \" |0 Z# t' ]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 07:41
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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
    $ G$ Q% p- o. ]2 @$ s0 t
    水风 发表于 2022-7-28 17:02: e( m/ N2 p$ b6 k  y! J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    % L! S# i- K/ e
    2 Y9 P# u9 m; ]2 E, W$ O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 ...
    , W3 g4 o' _+ R6 x9 i+ }9 x: D4 ]+ R& l

    : N- J6 j, r: V4 R厉害。
    - X; w! R: v, t% d6 Q- D5 @& O6 f5 x  Y
    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
    : T$ d# k" B7 S这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    0 o) ?3 o3 J, }+ ~* @9 _+ }# y- p5 w6 \4 O% G) 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 ...

    . W' D, R8 j2 v# 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。
    2 {1 `/ ]% b! J/ x8 }. `
    2 t+ o; h( d$ P1 i0 x1 ?: R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
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    [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
    4 c' L* |7 A" C: G+ x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。- H$ c; w3 j- M/ M9 L/ h

    - w6 [' Y1 F+ d6 H, h海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    % J1 v0 m' U+ u* d( P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。
      W/ M  d) O% ~- Y& p6 r* \! e- K$ C' _( X/ 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。4 M! r, P4 P# T4 S6 {

    + @3 Y, q5 `7 s' M  u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 15:503 Y7 J5 h5 ]8 a& g3 H: i: 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。
    & V. M4 [: y/ Z: D* B1 Q
    # c, s+ H: b3 ]6 l6 H: l# w你 ...

    + G# z/ b0 A# I9 O& i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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    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 09:413 E2 r$ o1 H, f( Y1 p
    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。 ...

    4 n1 l1 T, P2 d. O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% X% n6 T5 h" V% C+ [
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    % t  O( e$ r  n: c3 p0 _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。, Y( `, C# P7 K2 X0 c! l9 L, \/ j
    0 L9 |, M0 r9 l$ U, X4 @
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    5 F& a! ^& v1 M+ W1 H7 W这团队还有B站账号,经常发视频。$ Q8 m( C$ F/ b1 Y2 Q$ x
    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 20:023 h  B" Y# H2 s: U7 u& X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ' r+ I  e7 Z# U: j2 F. P7 U* ~
    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 ...
    $ F3 Q# g/ d3 t3 k1 }
    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$ L2 ]+ n# P7 f7 V$ ?
    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。! Z0 l& V+ y; ?

    2 G! \* F. y& V  ^" K2 d1 xht ...
    : \, ?- q  ]! y+ V2 T; M: F
    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: c& u+ a* E9 g1 _
    淡化水上用不了吧?

    / q2 y1 [0 C( K. C2 u2 P% b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
    ' u; N" ]$ m+ G4 J9 y为什么?船上也需要淡水啊?

    * [/ s5 {( x4 C3 {+ p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' {+ e8 m. O4 G' T3 m
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    + p. S+ \/ \6 \5 G0 H# \: I$ y0 M5 O
    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& _1 `. W$ o8 Y. `8 d5 g1 s$ Z4 l
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    / z1 D; M9 T' z3 S
    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 T; a6 S+ Q1 K: B1 A6 t. H. i
    为什么?船上也需要淡水啊?

    # t& I5 ?9 i) |/ j6 P  ?! y' t, Q' T3 K+ 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。0 k3 }: U6 h' o1 i

    8 ~. Y  a, i6 K% {! E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% Y. K1 }# ?* G0 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 ...
    5 v# [- H0 F8 {; ~+ |
    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$ `& g( e) P& Q9 [% e' e8 M
    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 00:18
    ) t) ?- @* q( O9 m4 y) a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。
    6 ?& g9 U" h7 X, X: D
    $ k8 u. F7 R6 r- W( r- ^4 Cht ...
    0 b! b: q+ R( Z8 L9 U* M1 A3 y/ i  L
    此处应该@testjhy  老师
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