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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 ' Z1 q  L: e4 S5 p
# h' J' T6 I4 k  F2 `; h
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。& E% N' g9 \" z$ q, Y2 z. K

+ T% q  @6 m% `! I6 h# j8 P# u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。
/ Y* w! D3 P2 |$ F" g' @, u) Z$ S4 k$ _
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。! `5 p5 a* t5 a$ Z& z7 R

) w0 B' }3 M% N' ~& V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 o+ }& s/ n5 T' F7 W9 D! v( b
6 A% @/ C. g1 B! J2 _; x1 W
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。/ [+ W! O, R$ Y) C
! h' }: P+ t1 O  G- Y4 z" J
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。& I. }. l4 E& J$ ^, L, X

8 u; [- Z* P# p  J; j7 V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。; [5 b8 \( M1 D  G( `1 D3 ]4 O' X3 C
. h$ m+ D9 j, ~0 Z9 M& x* 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。* j  t% f& `1 r$ x+ J4 y' c) a
# O& Z2 t' n5 u! }
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。9 A- f; p% Q. I' \

# Q* t7 K3 v" w$ q, F1 e5 b+ j规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
) k- g$ a7 u) A0 G& X8 x7 X
1 S$ x. B/ k; j- z, `在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。4 `: S7 s, g* {

) @6 k  y3 P. l7 U: V% \% ^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。7 y, X, _; c+ F7 E1 t4 m
* |6 j& L6 C9 b% X  W' c
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 ~& f: d6 M$ g/ p  y

- p4 D; r. {% r+ |) q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
    昨天 09:36
  • 签到天数: 2995 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。& f2 H) x* W0 e8 E

    0 s" Z  {  {8 [* S) p, {9 g  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。
    ; V; f: Z0 }$ `- r2 B
    6 {5 p6 i1 K& j6 I2 @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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      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 02:50
  • 签到天数: 1522 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 $ L2 Z$ n8 Q5 Z0 r
    水风 发表于 2022-7-28 17:020 V! r& u* v) J9 D: h' g
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 X# u7 g6 t+ V: V4 ]/ b4 E& T2 B* q
    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 ...
    - d2 K/ _' p9 a) e( g' d. h
    3 v& U) w" B$ L
    厉害。
    9 Y# s( r! v- r& {- J' g  k3 [* E7 b( X
    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 19:026 @, I( u8 ~" n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 V7 @1 d: K  ?8 G) H2 l
    7 C8 |# m" g: [" `- x2 ?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 ...

    + b2 V+ B3 R9 K/ S( O/ r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 c/ B) k8 z( q$ D; q5 M, W) F4 x1 O
    7 V1 s* S; q% G, T# L: z0 }
    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
    * L" U: X5 Z, j: L0 V$ A0 k6 J0 [# {4 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。- A! @, o# k8 N1 e; ~
    , l, r) s" V+ \% `) \, X( N9 ?
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    2 u9 H- ?/ x" Y  R' m, 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。9 E8 D, u& s; Q1 ?; y: \' i
    - H0 h# p4 P6 n. D2 ?/ V6 z' y5 h5 V1 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。$ u0 }+ W. z# A, }2 `& I
    & X8 h7 W. Z7 B/ S* E
    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* N( k0 z( z2 K* X1 k* R& K9 a
    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 T' j( L% g6 \3 L& U+ n* M
    ) }# Z0 K' Z4 p2 r* h$ ~+ C  E你 ...

    $ d% R4 H! l8 K7 R0 H+ F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 09:41
    # z8 Z! C7 b  Z2 h. m- @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。 ...

    - \+ @, y2 j+ m' f7 N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' J7 r! E! b+ o! L
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    + ^" \1 A( [5 C1 @/ m; J" I4 j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。
    & d4 G- f- g- h0 k! Q# Y$ i' w/ c: q+ ~" z! [
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm3 @% P( h7 k- b' V! \- B4 x( I
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    * s1 C  H; p( m3 o+ P) c/ Mhttps://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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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

    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
    ) L# H4 a" c6 M, P  g& d这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。# @2 T$ w6 X2 C4 t$ t1 u  b* ^6 q2 r
    - I' a4 q) q. ^4 ]
    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 ...
    ! ?% Y: U" x- U. T: E6 S
    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& @# V! m" t% q+ k3 z% h
    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。
    " c8 ]" ]5 L  i1 N: ?( y) v# ]4 K5 I5 ?/ w
    ht ...

    - {: G! Z0 d6 U- H/ _2 r0 _9 i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
    ; i, R# d, `4 \) s! y" D淡化水上用不了吧?

    7 m6 T2 d& f6 N( x9 W; u为什么?船上也需要淡水啊?
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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
    ) S" H; c$ e: Q为什么?船上也需要淡水啊?

    & C) a5 G4 u$ b, F3 o" Z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
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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
    ' c) z- S1 S4 g) g/ x& C3 F* Q吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    * S0 p9 D7 R" H$ s& Y* _0 _水蒸气里哪有盐离子啊?
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    慵懒
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    [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
    8 U# a* N) a: E; B+ y! G' }水蒸气里哪有盐离子啊?
    $ }( z  ~# k# z7 ?3 L
    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
    4 f6 b9 i0 g) Q( {为什么?船上也需要淡水啊?
    5 O; l8 b; h  G0 P) S
    : c8 I0 L& @8 D9 b
    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。
    % d# \8 }4 g: F: P- l, g7 P; H4 H. T
    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! {4 \9 L2 ]3 r0 w5 j; ?# E2 G  Z" A
    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 ...

    : M& F8 x) Y) I( i" {$ d& r& M- 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。
    & P& G$ [/ c0 E9 Y+ |7 e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/ _& ?1 \+ ^' ^8 W3 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。
    7 b! E9 @: k, i1 }
    4 ?  A# S8 s; p. ?% [( ght ...

    " m1 F( O& m; ^0 u  x此处应该@testjhy  老师
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