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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 w. N2 b6 o, r. N( C
/ `* }" w" d' |. f# A7 f; M% _. M# q( 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。$ M" _8 f! N% t: u- p$ {+ y; B* ]

: o% ?9 t5 _1 p/ d& j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。* j3 C1 q0 [9 P8 m0 J' m" v

' q! U) V5 Z% f: {. @1 \7 }+ m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。
3 B/ l$ U$ S$ Z. e, I
$ t8 G  G) _1 ~0 [: B7 e" `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。
- F6 W- r' H2 z) F) B- w3 w3 Z- i' l5 G- l
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。; `% U1 H3 F' G( j+ Z
2 z+ d, p) }$ M* A) ~( u# @
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。  }" \% B  ^- o  U1 u
; t# V! X/ \3 }, i7 @/ Y- P
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。
; ~) K5 }) t! t' b4 f4 D- L  r" D* K! e
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。
! a2 @3 t. ?& r& E) T
- H& {9 {8 J  N5 g+ q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 N) ^2 J7 S8 r: Y- {, ~# O$ C  }' [9 [0 s5 N4 \# j' P
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。% R* Z3 b+ B7 }( G+ o3 f7 r/ I2 ~
! x/ j5 P% a- W! c1 v* B) S
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。6 I1 `$ N6 t$ G# Z1 @
9 K5 G! R: U$ K6 t3 U& k: z5 S
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。: _0 Z/ Z- r$ p9 J) v. l0 s
7 T+ Z# L) P/ |2 W6 ?
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。- U1 g9 ]# v" Y, ?& B8 G

6 J6 v! h  z% d2 d, n& b% b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
    2025-12-29 14:41
  • 签到天数: 2969 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。
    4 Y7 N- S" a: E: ^, f6 t9 [! o1 X: B4 i# e) R7 H* 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。& E0 H3 e- W" O3 Y/ I

    , x& d5 ^+ F, t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
    昨天 14:13
  • 签到天数: 1444 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 / m" v# x* |3 `# ~6 s$ Q
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    $ U$ [/ c% A* h! ~  J: e) x5 j这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      Q, [% O1 X' {, ^- r
    0 `, s6 h. A& x8 c' V; k* t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 ...

    ! I$ @) b8 r& m+ ~9 _) o5 d9 D7 x& s7 r' X( J% t
    厉害。
    # ?* l1 h3 Z$ v7 U9 s- U6 u& O# h" X3 f$ s) F1 |
    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
    2 z  W. B9 X* q" @2 K, V这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ ?$ u! |5 W5 C% j- M/ b
    7 z- a  [$ `0 G. {7 i& {- Z' 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 ...

    1 w/ w% ^7 |4 l. X/ s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。- c  S& e5 `4 u3 y. H+ q3 L
    8 f2 C5 a. c! b7 j- d
    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
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    [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
    ( F  H8 j% X+ A3 ]: l0 c  j. u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 I9 S0 w3 y1 Y( S8 z% p
    ! w6 i/ B2 Z9 k海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    " x9 H- T2 t6 t6 F! {
    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。
    3 \3 Z' p7 B* ?/ z# l( m
    / G7 `( c- U  b5 b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。
    4 L# Z, b5 g) |. C% n- W
    ' M9 z# x& B. I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
    / r: y. d. q% j) B0 Q) s: u( O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 n1 }9 A) _; W- a$ Y$ C- d
    0 `* g( W) i, U: K' |& z
    你 ...
    - d7 G" n- r' Z$ a' c/ G$ w
    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
    # k1 f0 F; k5 p6 _# a/ _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 l1 o4 P4 Q1 O. p9 r
    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 01:135 `- m& w/ p/ q& m( v
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    $ d0 ~$ Y  z% V9 S5 `. 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。
    , N  e" ^9 w, W& j9 O. Q
    # x; }; l" ]1 ?  X) ?9 v( m$ Thttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm8 H- {1 I& @% g: t
    这团队还有B站账号,经常发视频。8 p# C7 N/ A5 ~  Q5 O) a0 W
    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
    # m% _4 T1 p6 v' e' X( j2 p+ X0 L8 b这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    & y9 T) e8 e7 U' ?
    ( ?% _$ l6 @& c- X5 c! j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 ...

      r: _- y- G: i2 v$ J4 u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
      d9 _. S3 Y, X. B7 N3 j" z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。* ~3 J( b- r' i2 z& i( c
    4 _9 @" a/ R. b
    ht ...
    % K+ ~& L+ p  @% U" ^1 c
    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
    : d( T4 H9 G" H淡化水上用不了吧?

    - V4 \+ |" [; ^4 X0 Y$ R# |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
    1 H/ I5 Q- x& g( k6 e$ V; m为什么?船上也需要淡水啊?
    1 Z( y8 j; E1 q# L
    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
    2026-1-23 04:02
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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
    # e& ^' e: V; R' Y& N! m吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    7 g# k. P" G% 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
    0 p$ ~7 F6 ^, M1 \" g7 t! e水蒸气里哪有盐离子啊?

    ) E4 T# H$ j, Z9 U0 W5 n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
    1 [+ C2 V$ i2 Q4 D2 v5 K7 \为什么?船上也需要淡水啊?
    * O# `" ~* J- Q) k; T6 M7 ~* t

    ) n5 B( M5 C7 O; 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。/ ?  }5 t2 ~: |+ Q0 ~' w

    3 C; |- v5 }  ~+ A' ?) N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
    - {! R( C5 A9 v' w2 R8 P) `1 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 ...
    ; k9 \* K) X5 E9 p( O3 ?+ P
    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 k- _/ ~1 r& q- c& 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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    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 00:181 O$ }5 ]- F4 B2 s
    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。
    # i7 ]# y! K% B* F  P  \  Z$ t& J- j* K& Y
    ht ...
    - `& u5 H+ E4 V' K0 z! {( @/ |
    此处应该@testjhy  老师
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