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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 # v, K& p& J: g8 N

# G6 D! {1 q. ^" ^) i( w- B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。6 B" e( i! m& T
( q! w' Y4 |& y! q8 k' 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。. v2 J0 c% x% W' w7 ], J

  V+ X7 \6 i  }5 t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。$ L2 M2 v5 \, s( S0 t" a: S
8 H8 \* N) q% I* [' 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。% U2 z$ }. Y' o9 r

) i$ d7 y6 h7 ^2 l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。
# r5 k2 ^7 l5 L+ n. Q. c! Y# w; H2 S) u5 \' P* 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。
# m2 Q* x, I- H# c# B) U1 v- ?  }/ M. k* h, N; I% ^* R. 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。
+ u# p4 |( x/ q/ x! L
2 n8 a0 l: ?, t& u! ]# t/ U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。
! r  \+ o9 D) d/ p3 Z+ r5 f9 c" ~
8 n$ `- e6 J! j1 o6 |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。* `% D, Z; ?+ i

: s5 ?& b# R4 e+ D6 ^: ~规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。( d. V8 b4 I6 S' r# Z; w

% |/ B5 ?$ Q' t) i4 m+ Y8 s, h在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。' w% m. S* |4 J% F: t, i9 ^
0 a2 D) Z8 n! t2 f9 i4 M. V/ L# e; k0 C
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。1 Q2 U# U5 H, s  Z4 h6 _& e: N; {

; {6 e. B( l% c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。
6 [; d$ n9 m# ~. G: p
) `  Z6 ?4 \7 t- s0 s' H2 G这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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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
    昨天 00:02
  • 签到天数: 3029 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。
    6 w. I' o3 c+ x, ?- G' P7 w  {5 L8 h3 O+ S% Q4 [
    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。
    ' X. X- U8 i, z. Y: n+ m; [& l3 p3 U3 s7 V# K/ s- P
    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
    2 小时前
  • 签到天数: 1560 天

    [LV.Master]无

    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 . y$ V6 f5 }. K' J7 T) q3 b
    水风 发表于 2022-7-28 17:024 m4 j6 b0 C3 ?8 d: Y9 |* a" U
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 E4 c3 V, U* @5 u
    7 K# E9 @3 L# R) E: F
    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 ...

    " s' K/ J" w6 }8 p: G" T9 k) a6 i* G1 @
    厉害。
    0 x1 e% u2 p; m% W- H
    : W. L: w/ R( w" e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. ~& C  m& N( Y5 R# |. l8 a
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      U+ A, x% X: X' `# ^/ Q
    & l( o4 ~& H8 F; d; ^, E& o8 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 ...

    7 E6 R9 h' j' o0 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。
    * \* C! ^) P: m5 a4 t4 M2 H8 D- N( _8 c
    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* T( y$ p7 A+ o" z- k$ W, U
    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 {) ^+ w# O- P
    + X4 h6 u; M0 l/ q+ p海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    5 P% m! ^5 L( p! P6 w
    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 k  S  b/ b0 t! n6 Y# u4 @
    3 a8 u1 e7 g- F* e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。
    + k+ |3 }4 e1 d8 |# o
    " q& i% P6 }* s  R; P4 g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 15:505 z/ S5 e4 h/ V! |$ Y  Q( N6 n
    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。
    ' ?- L* K4 x, V5 B4 H# ~) E2 |: S+ e2 r2 J! M) E, o+ L
    你 ...
    ; b# |' ]! i" j" f. 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
  • 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 09:414 d1 o: g: m7 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。 ...

    % U& ]8 ], {7 ?8 I  H( O! C7 H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 01:132 H, }" H& D( D, F5 l0 @, U5 ^
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    3 r* I$ E& {& A2 y) f% 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 c8 g# i% U" L2 S1 r- {/ X' t

    . a# c: Q, [9 L! F" \https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    0 t6 ?3 h+ Q, Q这团队还有B站账号,经常发视频。& p% S& h% P. d! F' g
    https://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
    4 c6 I5 J' a) ?* B这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ N: Q7 ]  f% \! f+ `% v2 e  l8 i
    ' v5 h! C. \& [# b; E* T% j
    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 ...
    ! A# y. @7 z. n1 ~7 s9 q  Q! |* G
    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 H  V6 M9 a: X
    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。) i+ h* N) n1 |5 C  M+ v" q

    & @2 A8 C: w% o" Fht ...
    ; A5 }* q3 x! t, p- W/ M+ t  `! `
    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 10:324 t' ~3 I" n3 b; ^3 W8 \0 w
    淡化水上用不了吧?
    8 ^* U3 |" ]6 h7 m0 S
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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
    * B% X$ U; O6 t5 u- K3 ^为什么?船上也需要淡水啊?
    7 B) ]' m; l, ]  A# m9 G/ o; Z* U
    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
    2026-2-11 01:50
  • 签到天数: 815 天

    [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
    5 N3 p( P, U: k& p' B  j吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    # a( l+ f3 Y) b' j+ H" i
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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+ t6 r+ _- }  V
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    - L" g) l; Z1 m8 O4 x! D
    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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    该用户从未签到

    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
    # g; W2 c" r$ l4 m为什么?船上也需要淡水啊?

    1 N+ j# L+ A  Y% H6 M9 `; @7 _' ^. @' l8 h6 r- a
    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。2 J! z* E& n( K, }9 ~$ k- @

    , Q% R: D; F$ n( Y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
  • 签到天数: 2 天

    [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 E4 @" u7 t" x% b% [$ r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 ...

    . s+ F# T8 ?! g, E) ?* w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。$ F! l; T3 P4 ^3 W+ A3 M- E
    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
    昨天 14:27
  • 签到天数: 1994 天

    [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
    * c; n5 ?' Z) 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。2 L" Y7 [% g% b1 f3 P  e

    2 W: C  C1 G. c, \( t( M5 [& nht ...

      e, [; b3 F8 Q; O此处应该@testjhy  老师
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