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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 + E& a. p7 A6 a% B! B, `& E
* {1 `: G& z) K: l
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 ~, r4 ?/ K1 x- D

( V  Z' S; p. c+ b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。! o3 {  X3 ?# N7 H" k+ _: V
  g* @7 U7 p! h, \( D7 C. G1 u
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。
9 E! [0 n3 z* I: {# V+ u* q
; k' y5 A" F& @8 v; V, S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 L5 e. E+ W# y& N' P- H

8 l% ^( y  S! b/ d, l6 [% F  U# p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。
8 C4 c4 g" l" o- @  `8 l5 J& q6 @% k8 C
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。! n8 D; u) E/ e5 c: ~+ k

* O- u( f3 ~/ D% s- Q1 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。- |1 w# {( y* E; I  \' O3 ]
/ F7 y! U' b" j4 K% a7 f
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。
, n  R; I1 o- ~% z' V: y: D% S2 f. u. h
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。3 y& B5 S6 h' M, G2 f! x

' S- n1 d2 ?1 u. x. |规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。9 C3 V' h# X! }( P/ G: f
2 M% ?3 l0 Q: S) \
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。; l4 O& t, H' i# a7 ^& W3 t' j

* F2 x) F) Z0 m5 h& }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。
3 K4 o& z; u5 k6 D: \# K  p
# `5 v" |# K! N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。
/ _( _" `, }% D# B  `
, N4 q& b/ ~$ P4 S6 y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
    9 小时前
  • 签到天数: 3045 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。
    2 s4 R: H$ s/ V0 W& c2 i; ^  o1 [: `. ]/ Y0 e0 @
    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  T* r$ y* @% I4 D- a; C& M  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
    6 小时前
  • 签到天数: 1577 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 k1 o$ ~$ A2 _5 W( [! s
    水风 发表于 2022-7-28 17:02( I, H$ C4 ]# W2 _# x. _
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。2 W/ Q* j9 ?$ _8 [5 K; O

    8 W* t( V6 `) k  _! M: t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 ...

    6 l& i. N6 [. p+ M/ U/ W: a% }, t9 H6 z) M
    厉害。! \4 C5 V: k9 _6 M  j2 N' g9 q

    ; E$ E) H9 `- J2 o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
    4 v0 P: z1 V5 O# K0 x0 L; l$ H这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。$ U$ m/ D- a  Q! \6 S9 |
    7 H4 S+ T6 ?! m" D6 ]4 Z" k
    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 ...

    ) s4 A2 ?8 h2 E1 Z" u- I' p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。
    ' l6 s/ H6 p# r, |6 y6 e
    " G8 J' o6 c1 `% M9 N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# I0 X# f: r5 `) e( [3 T
    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。
    4 e/ z0 M) o! @, B
    1 J7 @3 ]- p" I( X2 }& E海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    1 S3 n8 J8 ?$ V% `+ q% L: 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。" |. \+ @) m. R% J, s3 V+ U
    1 o* A2 K: @, Y4 B
    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。  r( x" H1 u$ }* y& b
    ' t9 U8 R/ g! D' N# Q/ u2 C4 z3 q0 P. d
    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
    - I( ?% t9 q7 p/ t7 U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。
    . W8 o) p' N- o. g3 @" R
    . {: j7 o8 e3 R你 ...
    + y9 z& u9 T: a# r+ a* [7 k( s2 ]
    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 o# @$ @3 G6 V  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。 ...
    ( E8 Z) D  l5 r
    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& }$ G$ i: o7 a" i
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    7 o9 |* O4 E$ x2 _8 U% t- `. 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。
    % q" I1 G. ?8 g: B1 F0 |7 ~! w$ V! ~6 j) y* U$ s% I
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    3 x4 ~# G1 a8 w% j这团队还有B站账号,经常发视频。
    ; b& B- _& t- Y4 n  fhttps://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
    + U/ `% u  g' R0 o) f1 D这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。" o: Y6 K" s# Y) v
    2 G( k) G& k0 p6 b: V
    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 ...

    $ v4 e6 g1 P' b3 n: B3 b) O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( I& E$ ?$ N; W/ ~! M4 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。
    1 h  d) q4 x8 r; j( [4 b) {/ ~) h' b" }; o- N, l& Q- i8 P
    ht ...
    1 Y0 B& M7 ^9 f' K6 D  [4 d5 r3 @
    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  K) K. S2 n' x! e2 J- I  q  _
    淡化水上用不了吧?
    ' M( \" \  d0 g6 \! R; u2 ?* p2 b
    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: J5 F* s9 a  x$ w6 y/ C
    为什么?船上也需要淡水啊?

    8 r2 O' R/ _2 F! L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- k% d! |8 i+ n
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    - m- K9 V! B* v3 T* m: n
    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
    : g& O1 S5 Q: u# [6 w( {. F水蒸气里哪有盐离子啊?

    ( K6 W  a, }; ^7 m" X8 |" _' Y. a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
    - J; ?7 ]- ?0 R为什么?船上也需要淡水啊?

    . b* |9 w* w5 i. E# ~  F! A# F6 [! U* Q$ @6 x+ w& E" Q. X2 P3 N
    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。9 `6 V( G( @2 @, W9 A! Y

    ' v9 q" r( }; M# j" ?/ j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$ b) B5 E2 ]6 U: Y# b1 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 ...
    3 O9 i! K5 A" `' j
    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。8 S& P: `. ^! k. n- k7 ^
    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
    1 小时前
  • 签到天数: 1998 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
    # M  k- P/ Z# }9 M) A! Y7 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。: b4 _* w! N3 i4 W0 M/ R
    . v/ t/ ?0 ?8 e
    ht ...

    / ~: q2 o* z% l* r7 a0 E此处应该@testjhy  老师
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