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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 1 P1 R* p" P& w) Y) L6 B+ {

; r5 y* b% {/ n2 N9 B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。
" b+ B; p$ N8 Z# q% W
' a, ~: \: z) S% o$ p& l0 }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 t' R- E3 `+ E6 q% _$ m! N+ C' B5 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。
2 E- L. f, r+ n( j" N2 f) U
$ b4 b1 z& g. y! S& _3 O$ ^# \" I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。
, a8 h& j, K+ t% m( y# _6 A2 k, R# I3 |: D4 F
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。7 P2 @* b& q- z
6 r. e" d! Z- w8 e
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。
8 q8 P6 z  p) P7 j! t6 ^/ ?& R6 _' W' {4 {3 u. a$ U3 X
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。
" `8 B; Y7 L3 c1 e" ?, j. q# l5 l5 f
# f$ t8 _. Y& V  \# p" G, 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。, k& f3 P0 i. T1 |# A/ c

# |2 M0 g9 G% ]0 Y$ N6 P/ I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。' q1 O- T1 ~: t4 P3 {8 L
$ F. ~: b+ ~' K, O1 ^
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。' m& v1 x0 N  d1 m4 e
. H. u, O" g; }4 \4 {
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。. Z4 ^' x6 a3 w% k+ u/ c: |- }
% \5 G6 I7 v* T& [# ^0 K1 j# N
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。
9 G; k% k, X& _7 j1 P5 p0 g( V+ K/ D) I% ?8 T  U& x  X# @# _
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。
" h" ?9 a( y% O
) v: p* w8 O2 G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
    2026-3-10 09:34
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    [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
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    [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。! ?$ n- Q  r0 f; ?5 N! X
    5 k( t, ~# p5 x( O) 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。& w" I9 H4 F. O

    ' ?5 _& H! a9 H8 J) f0 Q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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      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 14:13
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    [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 2 W- P; c- v* H# d0 U) M
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    8 F1 ]# ]* P% W1 O2 t8 r这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; C3 c2 r" k! r% V. W  d( h2 N  H$ H/ y4 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 ...
    ' w( B" W! f: J) \
    : u: g" b" Z: d" c! U- x, g
    厉害。
    ; c2 |: Y' c, B  g5 I) ^2 d0 q) j+ [' O2 g, w% A
    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
    $ y( b$ z, w2 t这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 u: H8 w/ ?# U# e% C
    / z9 m; X4 x; R: k' g- Z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 Y5 y+ r  @! t, {) v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。
    ! ]2 f0 C9 X# C+ V/ C0 T( x1 O8 D' t, s' T
    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( o# ]) K. g/ ^, u' B; w- N
    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。
    2 {7 T6 w) d; A8 M& w/ q
      S( c0 W. o; b8 A% O) p3 l) T7 Y+ b海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    + p" o  f) M2 C3 F( e3 M' D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。, n4 Y! J# k3 _2 A' C

    & [/ M- [: n* W; z6 G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。- v; }/ d4 ~) q5 j$ @/ _: ^
    , R) ]! E& d3 _  N* t
    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- U9 D4 j! B. p4 n7 P& 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。' n7 i8 I: g* T& |5 o3 |( S

    ; Q$ r" C5 n) Y* Q0 ]* L& u你 ...

    # z* U, Y; o  J/ z( a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 09:416 V9 G4 Y) r' l; G' I1 [  t# 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。 ...

    6 t3 f3 F$ x! {9 z% M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! Y, l( ~; Y1 D, L
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    . h$ o. z  |9 P; ^1 o) 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。% \( y% e0 {6 w( [/ L1 e6 H" q7 J
    / O6 I1 t1 w$ I5 Y5 z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm: Q# a1 i# X: G+ g
    这团队还有B站账号,经常发视频。+ T+ c' Q3 p1 F. m2 ^% l( f1 j8 V
    https://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
    " W" X- i9 x6 V这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ z! S' ^1 k% _$ `  H8 C' ]" t
    * r. a* G/ {8 J; U" O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 ...

    / u6 k1 ~# U* }( L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( g2 t) t) A& ^2 e# Z- e+ T
    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。# r# r7 Y' L6 i3 ~9 h

    1 p8 A( f1 Y+ ]: z9 |$ cht ...

    : H* U# k* w# P+ ?. Q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
    9 c/ t( d- @4 N+ @3 j淡化水上用不了吧?

      n5 ]; `$ H( _+ U" X5 Q% i0 g& X7 n- x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/ w7 W  i. G  q7 m
    为什么?船上也需要淡水啊?

    ' x2 v9 I. u) I/ F% f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 V3 a( F9 v) x* |! Z6 v吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    : A$ i+ ?# t& F. \; X) O
    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
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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 d' O; I2 x7 i" z% M水蒸气里哪有盐离子啊?

      C, o0 g; F! }4 y$ I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
    ( g6 u6 u% O0 _7 I# T1 c% G为什么?船上也需要淡水啊?
    " C1 r  U- d3 l& {* L3 p. A& n
    # o& b  Q( o% @4 v* y! s
    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。' a* {" o& S) h2 {' P3 m' K

    ( Q6 ^" A: a& y! h1 g* ^. X$ k8 z. f% }- }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
    ) S* r3 q8 m1 }- \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 ...
    2 O0 T1 c9 g% G1 ^. |8 C
    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。6 [+ V! Q4 L/ C( B! L
    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
    4 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% A4 s1 S# L5 k3 E8 G2 o+ R" ?) u) q
    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。, a1 v+ K6 X- |5 W/ `4 [4 O

    ( w6 \% s, G4 F0 C: r4 e* U- Eht ...

    ; B9 I3 }% j# L# K! V* c2 c此处应该@testjhy  老师
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