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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 0 A) q; d, u0 P/ G6 q- X* D

) J, x$ m( \3 Y& @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. D! `: \/ Q6 S) o1 b
$ S3 b9 @, p, {: u& Y$ L: ?5 S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。
3 m6 W* w6 j0 |  r
  E( d  A: f+ C& G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。
8 W& {$ O$ P4 R- m5 x- P5 e; B9 A. l9 L# p! w4 a. t
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。) s: _9 O6 \. s/ Z

4 J5 C+ k1 l2 F+ i' E& I" s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。
) `* [0 r# @5 J' u
, e$ v% r3 U0 e6 y& U% ^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。! d: o2 H8 k" j* Z7 B8 h

, l3 a- P, Q& K& C7 r8 y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。, t  S7 A  b$ f

$ @( N0 ~. x9 k1 `6 O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。
$ T8 O6 g, Q' s2 T2 ]% A7 B! D! g! f0 A9 A
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。
: P7 z! z6 Z$ c4 x" @; c: x& d. B' X& V* S% n* ?9 ~0 c9 l
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
0 j; N! `* U( B% R4 I6 T. J* o7 B4 F" T2 e2 ?  L/ h' Q: a/ b
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。! i. s( J2 y1 P, e1 p1 U( ]
% a8 m) @8 L5 W. |1 v8 X. [) u: v2 K
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。7 C* n. L# c7 R4 R7 T; W. m

' r+ }! g5 s8 t1 j7 H; m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。) G! {' G# f; l& @" [0 J
. l: x% @+ U0 y9 a; K4 ?
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
    昨天 10:46
  • 签到天数: 3062 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。
    $ C5 u. f. H" g5 N( n$ n% b. _
    4 D$ S0 O( C, I, A$ m" Y: [' 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- B. ?6 W1 V* k" x
    ) `  a0 y- J: h& _4 w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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    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 13:30
  • 签到天数: 1594 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 2 ~( f1 Q) d5 m) B$ H& H  A
    水风 发表于 2022-7-28 17:02! N( ~: j+ G/ o: O
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 e; Y8 j* S, |# i1 I! T, f/ d! r9 G& b. D
    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 ...
    2 E; V2 D. d; z/ D

    6 ]3 N* L8 s  ^+ \) a厉害。
    . [% q; ~, V$ b/ |1 q
    # C  ?" X& d- j5 |: J, 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& S- ?( z, r! C. O0 G" Q
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      X6 k+ I1 q$ k& O$ \* |. `- 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 ...
      ]) H* C) c9 t* 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。2 _) q4 O; B# e6 T3 [( a4 c1 W

    & z& C4 ~" J! U( x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- c7 e, o+ m: f2 d  w; 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。
    / ~; Z, Z$ i# L' P  J+ v1 q. J0 O4 u, T
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    , V, q' T* P& T# E3 B7 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。
    ; G; i; ]" j+ `7 x4 W* z( B# ?( |2 p3 o: Z  k' A/ h
    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。
    * S4 @, d, V/ X1 u* W1 z' _, i
    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% p7 s1 S+ O" g5 [! R
    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。2 W  ?* L0 y1 w3 i$ L$ s% ^

    1 |/ V1 M/ g5 ^" y7 f7 p0 b你 ...

    ) G4 H+ o# o) p' }) N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
    2 L, L4 j( [# f+ A& G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。 ...
    8 D  @7 R- i/ g- J3 k* d# S! a$ G
    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
    " A1 B0 D) Y1 Z4 I9 j; \$ g没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    7 W* x+ g7 \$ D. l$ y
    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。
    * ^' g9 R4 [" b( Y6 C
    / g9 O( s" J. r( P& r! u. z7 shttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm9 b& d& R; S5 {! ]; D4 O8 k0 T/ G
    这团队还有B站账号,经常发视频。4 d3 ~0 h# y5 G: g4 ]
    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 20:02( s+ i6 H  C- |; D( l& U: d
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * d' b+ L: ?: r+ W5 `) o0 ]# h5 b: B7 J3 H5 L5 P4 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 ...

    + Y# w. B9 A4 b) ~$ l" {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 D4 {9 q  A/ P: {% W8 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。/ B5 b5 \7 K5 g& S

    : q9 n1 [& O; v) i+ \3 p3 V' yht ...

    & W% h% S! k2 y# n' 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
    ' U9 ~  E: V# ]7 W7 j淡化水上用不了吧?

    + m" L. _8 A8 l为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
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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
    ) x+ T2 ]2 O, i$ i% j为什么?船上也需要淡水啊?

    5 o. j' M6 {( w3 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
    2026-2-11 01:50
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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 02:22( W* \7 @+ ^. r9 c' g! @9 a
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    0 Q) q, t' O- G: y& s
    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
    % [# T* a" g% q; |水蒸气里哪有盐离子啊?
    ) X6 t  q' \( g) H) E! i6 N* x+ c
    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* P6 S. _( P- R' y" w" u
    为什么?船上也需要淡水啊?

    ! u3 K+ J: H; S5 i* B& Q, S$ E( d1 |  u9 a# q- C, V; S% Q
    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。
    1 e; |$ @& Z# R; C+ a( {: h
    0 S2 T& E! A% k% K: b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' e1 R# k* Z! I, \
    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 ...

    3 |# Q. y# \6 d, }( D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。
    1 |1 X  ?7 ^# {2 o5 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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    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
    / q6 u3 u* M0 t; r5 G/ ^; U. i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* X' c+ c0 U. J& X$ M& R! N1 @! E
    9 ^, P! c) m* V" ?6 vht ...
    + p2 |# i6 o' F$ x! c; q- l
    此处应该@testjhy  老师
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