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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 . ^! q- y' C& U
- z# s( {( M, i* g) c' U: Z; a
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。8 G' h& {' _$ V) J9 R) T/ Y9 B

/ P) x  d1 S# o. N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。) x4 B6 r' b) S2 \1 B1 I

' K4 O$ b# N+ m8 e7 h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。& Z& \. U# d2 ?# Q( s
2 r: |: A( d2 ~$ x: Y0 p; X, p
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。
+ }& P1 a* u2 y, C9 O- p# U. Z# y; \, r( h3 L6 ~
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。3 j+ }5 O2 G; B$ X8 Z9 ^
6 W) o' M5 ~0 a" a) h( ~! m
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。
1 j+ a  S( G* d. [, W0 s/ y! s
+ d6 l- K. k2 X: D/ [/ F3 b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。  @# F- W5 }1 D+ V/ q$ W

& W, W: d* R2 |# f; P1 F$ ~7 X9 B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% W8 |' M" [$ H, c7 p+ k& v6 A9 f; O2 i: ]* a6 c- V& 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。
4 y/ ^' A* i! A1 ^5 b4 L! \! I$ l3 c  \/ ?9 C
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。5 L4 _( S9 k4 a& @; l7 ^; E, W
9 D+ Y4 u# W5 a: u
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。$ \! u2 d* J  g8 A. A: V

1 g- ?8 `) V) I7 H& a5 b; 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。
( u4 X* \2 Y2 L
. B) j3 [) q" y( x/ |+ Y1 F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。% i# X2 v1 u; K+ p% R# Y
2 d4 M( F- V4 d' D' p4 K
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
    2 小时前
  • 签到天数: 3032 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 k# I& d9 F7 B9 W' I  P
    $ m5 m3 b6 t( ]' x" 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。+ r1 K# P! t$ q# r% C5 [  m2 E
    ( h+ K- F* O, Y  j
    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

    评分

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 12:43
  • 签到天数: 1562 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
    1 X3 o$ n( i6 h5 C8 H$ l% L% _6 ^7 \
    水风 发表于 2022-7-28 17:02: ?% U+ ]- O" r; l0 g" b8 p
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( g! D2 t8 p2 M/ P, A' e) p6 k6 p! {) K; V' A! p  h" z* {* 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 ...
    5 X) p& v5 q2 _+ h3 T( u9 y

    ! h  `* p* T' V6 t) Z厉害。
    $ m) Q5 E. J/ b$ X+ o0 n2 S  d6 I0 n6 n: p
    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; i* i' e; F* l8 d
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 g: T( L8 l6 @+ x: ]

    $ B* x3 |5 [: l9 v! y* f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 ...

    ) c4 K: N/ e' \1 B) M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。
    ( _8 m6 k7 x5 _4 S1 S& H
    $ k) \3 d( D1 @6 s" T8 \: V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
    ( @5 R9 t+ W% h1 B, P6 ?. i7 j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。; N6 k4 ~, r) @+ I

      p# j6 L0 r- e+ s; Z2 [0 c3 z* Y海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    6 |, T/ `! V: \) S$ 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。
    ( J6 h# [0 L& T5 C0 k2 D5 n: c: Z8 Q( x: a& |% j  V6 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。9 e- W* d9 g% h: m3 z: v$ q
    , J3 q$ f6 d' l2 y: u( Y
    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
    , v% |2 L. o8 n$ 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。! |! D- {* `6 r" M4 v8 e0 k5 h
    1 a3 i. C' d; c: I
    你 ...

    ( y, Z+ ^  f& h4 _9 `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- _8 R7 Q% k$ Q2 C/ f( z" A  r1 u
    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。 ...
    / F2 f% D8 g+ Y/ b* O3 [
    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" I( R( `5 g+ P5 G( g
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    ( o1 t' V1 e% Z1 [
    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。+ v$ l9 ~! v) s' @5 d4 x

    1 X# H. K% n: ghttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 c9 [5 a5 l5 Q5 _8 g
    这团队还有B站账号,经常发视频。6 |' ?' A+ A. d4 e% z0 B
    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 20:02
    $ P  c  Z: G1 y/ v- r这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。3 D3 h+ |, `' ]+ H! k" e

    6 E0 l5 O$ g8 o/ N& R- B0 H  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 ...

    ! A& c% w1 g2 A3 }. g3 U; l: p0 c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 s) [* v( x. A; 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。
    7 r7 b8 [+ Y; a9 r: F" Q
    $ l/ X* H/ _9 R  E) [+ @ht ...
    ; U8 k" C% V! o0 t/ z! i, D0 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. t7 h0 O, E8 |. K
    淡化水上用不了吧?

    + J, P! F* \' i, Z为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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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
    . t/ u( c8 N/ x7 U为什么?船上也需要淡水啊?

    7 L8 t6 e- |# Y5 _5 p! `/ Q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
    0 z6 D3 [% E. Q2 ^吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    2 Y+ E* [4 E' [$ Y
    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 13:499 t4 A" C0 x( }
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    # [, I( t9 x8 b2 I, Q8 [% l# B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. B* Y# H: |. i/ W$ _: ~0 [% I
    为什么?船上也需要淡水啊?
    3 O, r5 H. ]8 c( |! u+ K
    / {" ^7 w; x6 W+ c6 u" i
    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。
    8 `' U( f2 D: A3 T$ T' h4 C  k+ H3 j0 E, z2 o( i/ a1 W
    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, G6 \! V- K  ^# h! ~2 m4 @- H
    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 ...

    6 p+ P& c2 L7 Q. N  S  J3 D% G4 C6 V, e- M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。( Z) A% y2 ~! z  L/ y
    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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    [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
    9 R5 c2 k: o- Y0 d2 S; Z1 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。+ @; D0 Q& k! i, q! b6 }0 e
    9 n; y* U/ B4 I" s; ^) D8 l
    ht ...

    : v! X6 a; s1 A此处应该@testjhy  老师
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