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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
# [3 z& U& f! v! B" K7 q) A  ?: H! o' \1 O1 y" f
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。* [9 n1 y9 B; f% d; [7 P5 }
, b+ s4 `, \! C+ F9 Z7 o
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。" \1 g  F2 D  U6 l7 v# s

5 c% z! t8 ?9 s" u- F- [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。
  j6 t" R5 ~4 O3 Y. r& v' G4 N5 Q" M0 [- M6 f) b' 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。$ h6 D9 f. Z9 f/ l: G$ Z

: j* l$ z- ]5 j: G% 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。
" L' r% Z2 E" \8 Z4 M# F. C7 w
( Z: u9 b* c# i. `) u* K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。
& |" B+ i1 g0 x4 a; y, C: V8 I& p$ l) q7 B' o4 F9 f4 U3 W
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。7 p# t4 v7 w* a
4 d; A/ n" ~: Z/ M( {$ ]3 ^
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。
" X4 S' \5 B3 R- U  a' u# U4 K, }/ Y  q+ l; a4 Q( N
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。  _# n+ O* u. F

9 A8 T& Y5 R& l6 u1 V规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。; Z: q- s% s5 F9 Z/ P

( O2 Z6 M0 }5 ?; Y$ w1 l- k在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
  Y$ y0 f1 q% \( [% _1 o( ^- p$ f! m, H' X
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。
" q+ \' J; F; S- F2 l8 S4 @. Y$ }, @  A+ 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。2 _+ S: }" ^# U) d) ]/ c
) i; W" q9 |/ y. I% _0 @- 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
    2025-1-7 10:22
  • 签到天数: 2927 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。
    7 \# e  j2 D% M7 b( i; u/ n* \7 p! S% B0 t6 w
    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。. \5 S% {, H# Y: O2 I) `
    ! l( U' Y/ w+ i6 ]8 Z
    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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      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

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 07:01
  • 签到天数: 1123 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 . j& p" @5 h6 o% Y
    水风 发表于 2022-7-28 17:02) b) ^2 |. }/ T, T4 J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。; d+ k, l1 V8 V* [1 u5 F0 H

    % X8 _0 M( H; Y' Z8 c7 y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 ...

      N2 l1 b/ L* a* C' \$ ?, M! A% l+ z( O/ ?
    厉害。
    % V2 S. F2 o# g6 `* m- {$ L; d# q7 d2 a3 ~, h9 s8 D; Q5 h- C
    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
    9 n. n! e# P; {; o+ N8 y8 C这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ w  U) D- N' V4 P' I& b$ \4 M& W+ A7 M9 u7 _: q1 ?
    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 |1 a/ B6 d8 p" |2 U  R5 ^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。
    1 T& B5 m: {: Y
    1 ^3 L9 _' [0 {! h2 T9 f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, l2 X- N4 ~6 I! E
    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。
    % i3 o0 x, S8 a8 Z8 _; L0 X
    ; R8 _; c, _* s. Q7 p/ i海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ; n5 h( |0 Z0 F* h* f: L! e9 P& s
    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。$ S2 t+ N8 d9 C- U+ b4 i8 y
    # T! o) ^6 B5 j9 L+ w' 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。
    4 S" ]/ R: Y# X  \% S- b5 g7 u( T) q! V5 F/ 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 15:501 T  C, z" |1 i6 Z! y3 Z/ K6 H* V
    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。
    0 ^* o9 S6 u6 g+ Q+ p4 }8 n
    3 `3 t+ f8 [4 y$ h) @你 ...
    1 T0 v5 q. {0 b: _8 Y6 |
    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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    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 09:413 J& ?' u% _# @/ w. X2 ^( F2 t2 U& r
    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。 ...
    7 S* H0 ?( {0 B
    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
    6 z4 j8 ^0 [0 k6 c没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    8 q4 e  j/ b" ]# w: R3 R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。
    7 C. W* u8 j& N7 }
    ) t4 C. |2 q) {: \, i3 A+ Ohttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm' N" U0 Y/ Z5 p) N: ]1 H
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    2 D0 w; z3 g6 z( Shttps://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 20:027 G9 c; S& B- q7 Y* j7 R+ \5 f
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - Z& A. T3 r# ]0 Q( z8 S9 S5 w0 S! 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 ...

    % m" p; Y4 m5 z: U/ V% D$ U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
      {, j' S3 G' 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。
    ' X* y4 R- X! g9 I% b, o% s; V4 x4 ]' X: ~$ Y6 A+ ?
    ht ...
    7 A2 X) l( }+ f+ E- j3 ~% A$ Z( 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* z1 g! @1 w. z8 J% t
    淡化水上用不了吧?
    / t: v3 _# B, d3 L# p6 ^' 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
    4 p  @: R% T/ k8 O, h6 \7 g为什么?船上也需要淡水啊?
    " U) S; h+ F  ]' [, {& Y
    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
    5 小时前
  • 签到天数: 740 天

    [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 02:228 r( r9 ^/ `9 @
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    6 I. J3 I( C4 N/ a' n% a
    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
    4 n6 p# y7 m7 F3 F$ D水蒸气里哪有盐离子啊?
    ) V# r! }2 R) n  i; W
    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
    2 P9 V* q6 Q4 Q- ^7 h# d- \" O为什么?船上也需要淡水啊?

    # b5 N! T5 M) ^$ {. ~2 @2 K7 s. q! f4 |& f5 `
    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。
    ( ^- w5 J6 W$ @; I, _( J$ S4 G: R: m- p2 ~0 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
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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  f: O+ B* @: k8 j  o: O
    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 ...
    - F- c0 s8 Z% u7 p; A$ f
    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。
    7 C- B% G: L% j, K' Q+ v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
    6 天前
  • 签到天数: 1860 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% i" }% H. U: g/ r9 k- {- _
    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。9 t. [. Z0 o( ^: v. L4 P
    ! ]& o, G0 k9 n) w1 u
    ht ...

    8 j( y' o( ^0 P此处应该@testjhy  老师
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