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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: Y9 n. }$ P$ S; G2 p5 ~7 }2 R
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。
7 k& c3 ]) P1 S, A
6 k& e  h# Y; P- n# O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。
3 v6 l4 {* y0 p  O0 m+ v
+ f+ s: d+ ]# f( `. e" ?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。
. l+ J) D+ Q* p6 u! S! ]' E& a- {7 o4 G- X8 `2 f/ L; y
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。7 |6 U& S2 r5 J% s* f8 ^

& M/ r2 v8 Q7 R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。, Y( [/ g- \; K9 ~2 {+ N

3 Y5 _1 v1 e: H) E' I8 A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。9 W& M( _, {3 i' S, j; [8 q- \

6 b/ e6 w+ D" y# X. o3 y  t! p- u% E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。, w( U! M  {! x2 E) y6 O
5 @# X* ~7 J" T
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。
3 l9 b" [+ X+ [, I6 b# n$ S0 k$ P
* r- x( S9 {! P, j0 y4 Z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 }6 @) ~; p' t0 H2 g$ X$ f

* p; c" t! P. l4 I& k规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
$ s. B  M3 |3 N- ~  a! m
; i: T0 W2 S1 M1 I- T6 G9 ]在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。; H" m) M0 u- [1 G2 }
& h7 R/ \; J; V- t* P9 @
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。5 `* E( F) x0 X

9 P$ R& f  G+ L+ P1 Y( M8 t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- X1 I5 |) z7 S" \5 C/ h6 e% U
& p5 e2 N* k) N- Q2 X0 I9 _* W' S
这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-3-20 11:55
  • 签到天数: 2152 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 19:08
  • 签到天数: 2734 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。
    + T$ A+ J- d" T$ b( d0 F. G0 V
    1 S3 P. [' c/ S! J" 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。
    " R5 h( L$ I  k
    * I) J) b4 V# T5 x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 01:53
  • 签到天数: 920 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 " c4 u0 x/ s( M% ~2 Y) W3 a5 J
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    7 R9 T2 @0 j( ^3 _这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 ?2 V( v$ `  _; ]5 d& \
    * Z$ R5 H( w" f" u2 k  [3 f& l, n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# f% c3 I( f; {4 r3 ?9 R3 u1 S4 b& a: z" ?+ x( |8 i
    厉害。
    & i: ^- d3 N/ ^: r7 C$ b3 u
    ) _" e+ O6 }1 x$ C1 d9 c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& D% W5 a) i1 G' G! B
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  W3 t/ N. N4 i, F+ l) s; ^
    1 L! q9 R. [- i4 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 ...

    9 h% s& j1 ?" \$ j9 U  H1 Q' V1 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。
    / Q# J4 C3 L. k, z2 V5 s4 z8 v% |% d* R! {
    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
    9 X& S- o3 T  O8 ^2 t+ {. p: Z3 w* W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。  q8 H& }* z" ~0 S& {

    * G+ U5 p) M& O2 i4 s% V7 R0 M. ]; V海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    $ i  \; y7 E) g5 h; p
    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。
    ! w* z1 }7 _% Q3 W
    3 q1 N% q. P* R/ N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 t% C: A. C: |) e: L

    : x0 J# a5 ^& y% C3 D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
    ! X& @  y' l$ P- ~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 a1 I: L3 y7 N/ l8 R
    0 ]0 d8 a) l! [7 Q
    你 ...
    ' G7 ^- ~5 ^! k! R  {7 I) U- Y: X, M
    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 09:415 z" J; K3 [4 o% G. l. o9 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。 ...
    & D/ {0 o: Z4 y7 P6 v0 U  y
    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* i. O3 b# {  m  }3 r+ L; g  `; ^
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    ; z8 H/ ~5 M( p" O* I0 Z; k6 e9 v) x+ M
    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。  Z4 c" @3 B3 d$ n- q
    3 C. o; B& {- p
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm0 Q' O8 D+ _2 `- J
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    ' k: d1 Z% G0 V: `: fhttps://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: [, U" e( Y+ b/ n! M& c
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    + W' x9 W% C; \
    - X9 s6 h0 E" X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 ...
    9 E- o; X# Y* F
    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 10:185 }/ c* N# v0 l* _6 V! C6 O/ _; 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。
    ) Q6 ?& ~' w* m4 r) X$ a
    8 b* V7 L( E+ Q  x% n  D7 Sht ...

    1 G$ \4 d; u, k, \' l) y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
    6 l3 P1 h: M+ C5 a* O- w: ^淡化水上用不了吧?

    5 P4 W% f" U5 N$ A* E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
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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
    $ M- F" ?6 t4 o0 v为什么?船上也需要淡水啊?

    7 S4 |3 ]% ^& ]; Y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
    3 小时前
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    [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* R* w; `& H0 @) y& l! {! x
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    / f. }5 p/ u: I! j: ?2 C& e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( G4 }2 Z8 j) P+ ]% e4 u: o: {" a
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    ' m5 V8 N8 O3 O) L  U
    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
    $ M, s5 @' X3 M& B$ j为什么?船上也需要淡水啊?
    - |* c3 _6 R& a: S' h; T/ G; G; C
      H( W. k0 y, B3 d  g, f9 b: u
    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。& M8 O8 ]: p% O* ^3 {: |
    : e& C9 U% l3 V( P3 S2 l
    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
    2 t' N+ [+ M" E" y: X8 D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 ...

    ) z4 K2 O/ }2 U  s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。" N, R& M4 `& \7 z3 j* K1 g$ v
    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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    [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# k. R, [& e7 C& g7 K' S# j* \8 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。: T1 G2 U( [: X) J+ y

    : |' g! w3 S# l6 @( ght ...

    / ^" i# F0 {: o" [6 L3 g% ^: a此处应该@testjhy  老师
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