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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
" G: d5 h- p. A7 l, ~* [
! i" T: @3 J% l5 v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 ]7 g+ s  C" G! T' P$ M
9 E5 n$ w3 X- A6 E& u( _+ B. w. D
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。
& M  t- m8 `% S/ Q
9 v2 J+ u5 O6 I9 v0 t- z8 T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。
0 P. [: [" S* U% i
1 t* u! j* 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。
. x) p) L4 U& f5 r* _3 F
' a" u- }& v! 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。5 Y; _& t4 I" s" _9 K& ^& Q$ ~! L
+ J! a1 E6 ^: q4 {% o3 b
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。
+ ]4 f1 K$ v! T+ [/ P8 u0 c$ X+ {* V7 ~, X9 n
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 O, F* T' d7 j! I( h* a2 h, ?& e' \7 y& z; s
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。
( C1 r/ W% [& d& v% ?  c2 `$ B8 V5 V: D/ q# ?: [# R" e
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 Z' W5 N: d$ v

( b0 {- ]. ]) b规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
! H, i. R9 w/ a0 N! w; p$ U% @: X/ Q* ]- G7 O' u
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。% ^! t. c+ I$ N( L/ R, k9 i8 ]
) U% A" y5 f+ w. g/ T0 W# U
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。
+ e- M7 Y/ U% m+ w( N- f9 l0 g5 D* w8 N1 H/ {
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。
  K" s; Q7 g$ ~6 f( U' O' ^% P% t0 X% f  _( U
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
    2025-10-17 10:12
  • 签到天数: 2968 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。
    7 l: }, Y1 H% G- ]2 w3 [+ ~& P
    8 {) u) y, g1 U0 a7 j& D3 e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。1 b3 a! i! M( H/ d* \

    ) y" F1 f  Q+ B0 b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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    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

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 07:49
  • 签到天数: 1395 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
      u; a$ _! T9 b3 @/ r  Q- y/ M
    水风 发表于 2022-7-28 17:021 A/ K: f2 @6 |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。$ ]! o3 S6 `+ w1 B

    0 ^" b5 f6 ?% `2 n: Z+ d& k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 ...

    ' t$ @& t! j7 u( ]# a- m
      P: N% N7 b8 o厉害。: Y0 q! n$ m6 d6 g9 L+ T8 O
    - M0 ]* j* _2 D% |- B# @+ y: N  l
    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. U+ b6 h( ?) e2 |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。& y( I$ k5 i! j$ P, C
    ; [! T+ R. T4 F4 E
    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 ...
      j% ^  A! S0 S% a% n* Y
    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。
    ( @6 i; T5 j) c& Y2 E  T
    ) N& b0 G6 G1 J" i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. C% N4 C1 z0 a% N+ 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。+ {. P  Z5 Q+ E4 |5 F
    ! c' \5 M0 m, e( z# O
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    ( u" ?& N+ A1 E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。/ x( j3 ^4 j* p+ a

    % ?6 W5 r( o' n- l, y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。
    : x3 k+ O% D# w" _
    ! J0 o& Z+ P1 q# Z) x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 15:503 r3 Y# Q, O% u' D( 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。
    ' d; X5 }8 m( {: C9 A( l3 t  A6 P
    6 G5 l- m7 B4 W3 ?你 ...

    6 u7 R! r" s) ~* s1 e$ _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: F  E) v# T; {- c& b% L. B
    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。 ...

    + K; ~* ]/ m2 D7 Z2 T( I& W8 V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% |/ \  K1 G2 K5 i4 L, G6 g" x
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    . ^: \& [: p' Z# W% Z4 l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。+ m1 ^( x9 V$ I2 B5 T

    : S% t. t/ P: O. l. u2 Ohttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    $ i& U1 p/ F  e# P- G这团队还有B站账号,经常发视频。0 P4 X6 O  P: j+ S
    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
    9 y8 V0 d+ k* `2 ~这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ q2 u) T1 I$ q1 }7 M
    ; O4 d5 ~3 ^5 x# 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 ...
    6 C1 Q0 N7 O, H) m. R, G4 a
    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
    . T+ k+ v  M, h" F5 w1 A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。
    9 h) Y, u* {& u; W5 {
    . W1 p0 ~! r$ V' t# |ht ...
    " K6 Z0 [+ e9 N* @1 x* `5 ~# ~
    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
    4 J5 U, x: X( ^% {淡化水上用不了吧?

    7 P: Q) I2 j$ Q2 l) B( H, n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
    ! S, M0 J# }3 A' @9 k为什么?船上也需要淡水啊?

    $ W( n4 c, F  G. N" B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" e% x- Y( f2 t; [0 c
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    " g% Q( Z1 X5 D0 {6 f; Q
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
    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- o$ v- B$ V7 S8 Y  }; g% q
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    7 m" Z+ k& q- B- P; M4 F% c
    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
    ; r, ~1 g; z2 T, }, E9 p为什么?船上也需要淡水啊?
    : H. L. u; f6 H* h* P4 m; v
    ! ^8 a+ b: K" {# h4 h
    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。6 V: c5 F4 D) L% M/ i

    0 g" J. `6 P& \9 R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
    . j& o' D& Y& e& U  u! O% K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 ...
    0 L4 B0 c" }: y7 W! F
    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。
    3 n, Z6 y8 g$ u' D: s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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  • TA的每日心情
    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
    ; B" ?* l5 [: D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。: j  q) c2 I5 s( i; l# y  [5 o% t

    , y) E! w- }% o# y4 S. iht ...
    $ N' `8 Z: w, [* [% z
    此处应该@testjhy  老师
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