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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 m+ p, o' f6 l  P
- x$ m& ]# l  ^4 m- v3 o
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。: }/ E2 ~1 ]* l5 K/ ?% f6 b: j
) T; w& T9 V! m) O* F* R& 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。  T2 U2 C. X% {
9 F( ^- x  D* R9 I( p3 Y( \
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。/ c! u0 j; K9 _, |8 g5 @
! X& d6 W; _& A7 ]# l4 l$ f
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。+ x. h: a2 x% \1 R% Q) O
- ~" ?; x' f7 L" s6 i
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。
4 ~! y1 [: U' H7 {. x9 S: K* Q# |; I, ~2 P. @( b
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。4 A7 m6 I- l: F& D7 U
$ N5 X/ S5 P0 b" B0 u
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。
) X" v" @1 o) v* d+ s# |: a/ l( J
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。
' m9 Z% U* D+ r% B- t5 J
) P5 d7 `) ]6 S# b: v0 m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。
4 e$ Y' t7 K2 A& g) ], l. ^/ v9 q
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
9 Y6 y0 U# N( l8 R) N3 p
% k, B$ B" Q9 a# r' A, p" g在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
- {. i% n2 }3 G$ ]$ k/ m8 b4 r
' f& m3 E( a; t1 F0 C$ R. b: _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。5 N1 i) P6 P8 O) t4 z- N% ~6 Q2 P
) W% i# n9 D' C' @  [# h
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。) J" j- m# j8 U% b( n

6 t! ^" L% ?* ]7 K; |4 D$ t- j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
    2024-5-27 23:07
  • 签到天数: 2154 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
    7 小时前
  • 签到天数: 2773 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。
    & @/ D0 l1 \5 B8 r& J! ?( B
    ' p" v" n# J9 y8 e; L/ G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。
    8 R  [/ i* _# F+ U4 c, Y, h5 @( G  {" n, A; o! Z( s
    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
    半小时前
  • 签到天数: 941 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 ( T+ q9 ^. A* }, i! S
    水风 发表于 2022-7-28 17:02/ K* f* E* w- P; [
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    3 O  s. O9 e& l6 B: q7 q, d. W4 g  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 ...
    % b, I9 s) E  A* ~) G0 K- P
    ! t  g) F! Z; O) X, P3 D
    厉害。3 \9 W0 I* P& `5 q; p: p

    ; w" S- s: c0 [$ 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
    ; L* O- b: \, p! q这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / J1 A4 O7 j( j$ |1 f0 s
    " F( }+ x) n) X3 }- o1 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 ...
    ' I8 j+ x# L. |: m; m7 b
    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。
    + l0 w0 N$ n. C1 Q$ g) u% I7 z) s' N, k
    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- {% U7 S$ V# B0 P# c
    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 ^7 W( n+ o; [3 r7 E
    ' t; x& n: p6 l7 d% s6 T* \6 r$ |海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    4 q# i& ?/ J3 D: z% P* F. Q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。* M4 B- l7 V, k2 S- T

      \5 f1 F' e" 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。/ c7 ]8 B9 W4 K, q1 F

    / Y! F6 \( k- T8 z8 p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: j" u$ {2 i
    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 e$ G* D& {7 l
    + v' J2 f/ g! W7 z9 |你 ...
      ^+ Y7 m' |4 U( j, q% j
    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
    - h( f% g6 u2 b: C; m; C: d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 d- U; e, n% x$ `: M7 U6 U( J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 01:139 [+ S2 J/ y! i3 B
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    . O+ Z4 x9 _  H: Y5 P! E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 k0 x# `; N, L

    $ ?3 @, o3 a% l. ~: G1 I: ohttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    + h9 r- ?' J- i7 J5 `. m这团队还有B站账号,经常发视频。/ n2 _7 @( N1 m) @5 ^2 J& Q
    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 20:025 d5 u' L2 C" b5 y
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! A! ~5 Z- P9 f/ D& e0 h
    ; U; y. P4 J) U! H1 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 ...
    % |. ?5 L) x! M4 p- t# A
    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
    2 i9 J) {* N3 L/ l8 ~2 P' Y: c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。
    4 F! h' }1 @2 x% [
    ( X1 A; p. U7 h" v* K8 nht ...

    ( @& |# u+ ^/ R" P0 D+ 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# s/ e7 s* p8 b2 ]淡化水上用不了吧?

    0 a) `$ P. b% k: J1 M% w. H' G+ E" s  I3 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
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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
    - j# S! f/ a* p+ z% k; V为什么?船上也需要淡水啊?
    3 c3 o( O$ R% W' b5 o
    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
    昨天 01:36
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    [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 02:22+ Y. J" K3 @3 L# L8 j( M" N2 A
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    ' e% S: ^! m; a9 q- r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 13:492 u" B; z% y1 K  o
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    ; r/ z: v, B: B5 X- Q& L, H! P
    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 J) K* M: e  z0 K为什么?船上也需要淡水啊?
    : ]& P7 U+ C' T  C: |5 B& |- E
    ! [1 J3 X3 G( L8 p7 F! C7 U
    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。
    4 y1 A" e; N( ~. R) S/ i* R7 G! Y$ s( H$ _4 S
    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 01:441 M; ]9 |3 \( j$ e  X
    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 ?4 @; p, k# W8 E/ E6 H
    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。
    ; O9 B3 d9 }4 f# S  g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
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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
    ' h# I9 Y# g6 C& }* C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。
    / r3 }2 j3 r& c. B/ f+ Z# `- w: K' G  E
    ht ...
    - D9 ?) Q& n2 y. C
    此处应该@testjhy  老师
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