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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
: R! x) z" \! {  n$ T$ ?; u) [, g9 n
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。
2 o; S+ m  C' d3 v' P
( N) l" l8 }* i& C- M6 M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。* I: Y7 S) T9 W! L, K+ |8 q

0 V4 u; @2 O5 e7 D- u% Q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。" h) ]. \9 G% z
0 a1 U/ T/ V1 q" f+ }7 ]
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。5 e8 V/ {6 o. O# i) g' y$ q$ U
' c0 W8 W9 C, }5 M1 B
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。
, O9 f4 C9 U% b3 T& s$ w* d, c$ o/ V& |: {7 ^* v0 h2 d
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。
3 {  j1 E2 o" `5 h* v' `8 |0 |% }" j7 R. ^6 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。$ i/ |! A# h, U* {0 t& w
$ ^# ^4 @+ U) y* D# `
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。- H) |. L. h1 U: _4 `5 v6 m% ]; V
+ e) @6 i% v5 a+ C+ _$ V' K. ~
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。
, C* O! r) C- m& B, X  h' V! k* Z# r
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
% {; z8 C7 k( q# S5 v6 D
- X7 r1 A9 ?7 ^5 P( Q( X4 j在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。' V. N# F" h5 @% p$ X& l3 R/ S. S

3 g9 v( y  R5 z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。
; u& Y/ z* V* `$ ?
3 D# h# w- r" |; }5 v  g* u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 P' _6 Q  k1 L3 D% z- R
7 j9 _0 P* L4 U3 z这事其实很值得吹一吹的。

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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
    4 小时前
  • 签到天数: 2781 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 s) [& v4 s0 h# u6 r; G4 K- o
    % l$ z0 b) Z. V( i1 u
    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。
    # B6 O1 v) l1 |1 u6 i1 s* \4 ]  b; v, y" n
    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

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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 08:39
  • 签到天数: 946 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
    3 X/ g( f& O4 L% z
    水风 发表于 2022-7-28 17:02! c8 s  X- {+ n  }0 ~& t
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。( S8 u/ `/ ?% n' t
    & A+ m; u! Z* h2 M, i+ {
    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 ...

    1 k& G! ?/ ^0 i2 G0 v
    " l9 k+ |6 Z' V# O4 P% [厉害。; ^* R5 U7 H! q* h
    7 q1 t) a* _. _2 Y) I. p0 W
    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
    ! C2 G; c/ g! b6 F$ _% o" {+ J* \这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    2 U5 V/ m) w% _  K: ~2 i! j* O
    ( ?) ]7 s  Q& y: |( c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 ...

    * t7 S9 ~  W8 y; D4 \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。0 e3 R, e& Q& X; ^5 P; U

    4 w7 M1 G2 F6 Y* l) Z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/ X, f' e; Z2 |: 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。  d7 E1 Y3 n4 T( j3 o+ q

    4 q5 _2 P0 X! w- q海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    : l8 d4 C) X: H( P; ~: {1 z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- U& c+ ?1 I' s; X/ [* p
    ! b! W4 E3 C/ L, W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。, O# l' a* ?5 i) x

    . ^6 O# w3 |, J' @& F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 15:503 B. S5 J4 Q1 O) Z' G) 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。, |4 G: ?* V: W; w+ z* g

    ! z5 c+ O  a& R' y6 p5 q" T你 ...

    ' I! [& m7 i5 P, g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
    % W6 B; ^$ @" V1 k4 L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。 ...

    3 ~2 k, o% [# \6 M% v0 G1 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
  • 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
    - b8 {: J+ U* ?; q! F没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    ! K) K! J7 T( S' 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。
    9 H1 U3 d0 [* m% L
    7 M% Q" D; w+ @* j; Ghttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    4 M- D& J. k5 g: N$ s7 I: U这团队还有B站账号,经常发视频。
    ' x' L; ~% m( ?. C- |$ xhttps://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' I0 f& w* u1 M* E8 u5 B/ b0 B
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。' r. X3 W" A$ a) ?6 S4 l
    8 L, b& o  S- `: o5 M, H$ j5 r
    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 ...
    . d. H- X" o" h" \1 U8 t0 H
    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 10:182 O  ~9 a' F8 s2 }) E. y3 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。
    ! I  G6 m0 q4 Q$ K
    " w6 H6 l( M* @: ^0 ?ht ...

    7 G7 R3 G; C2 h. O, Q: G) y0 @5 N6 p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  P, R/ M3 s$ j: o9 e4 T
    淡化水上用不了吧?

    " z6 H1 V) _* W6 `9 x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; s+ S7 u  k1 j" i% B; i& ?7 n2 b
    为什么?船上也需要淡水啊?

    7 D" o2 Y, f& F6 b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: 655 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 02:22
    8 ?  ~& o0 x5 V* |  X6 b- U; I+ O吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    + V5 D1 D$ n' A# V6 }8 ~% 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+ ?% d. K- S$ r0 U+ h
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    & v: O- D+ a4 ?( i. X
    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
    ' V% r1 ^, x# q2 Y! R4 Q$ [为什么?船上也需要淡水啊?

    % ?1 x$ ~/ J- C+ t: y
    $ L! E; m' `) z* ~0 M7 R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。
    7 R! \" D! E# F6 a$ C1 b- |
    . ^: Z- g/ z7 s' H9 E" {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
    + u1 x- Y$ w3 v! p" w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 ...
    . w) N% o$ M9 O
    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。4 y) i2 x+ m! S
    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
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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  i4 u: q, E/ w0 c+ ]  p
    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。
    $ v7 s4 c/ N/ N. a$ J# @  E+ X' f: [, h# P* ]1 L$ H- e: ?4 u6 o5 `  h
    ht ...
    : {" b  }7 t+ U0 _6 ]
    此处应该@testjhy  老师
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