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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
* B$ y4 C2 P' }7 d0 U
# b7 W8 ~4 g0 Y  D1 O8 m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 H) L9 \/ I7 }# p5 U5 I0 ^( q
5 h' _1 m' Q* {. Y' `/ c+ _% h
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。
9 L9 h2 _9 ]7 I
& R4 {" |+ D% {; \. ~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。
  k5 F' M9 m* N4 k% F5 |& @, T0 _) s$ }! L$ [& i" y) 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。
( m! \% G( |) K& P% T0 l; F: {9 _
+ N3 O; m; I/ @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。
. w9 t* _; a  V1 Q2 j! B& u' S8 h% B1 g
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 [: P9 x# f. e5 k2 {5 ^4 ]4 Y1 Q7 O
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。
6 p# f( @/ I$ E2 Z
* L2 }9 D9 J# M: ]$ J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。1 Y5 n3 Q: R9 f5 D. {& H
" k% f" m1 l0 k, o: d' I! p
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。/ }) I" _. n0 t% C, {
; @6 L8 Q2 f7 h2 p( F0 C. b, U
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。2 P) c/ @" i% |+ C

# V7 i7 `, F" Q7 ^" P在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
2 ^+ r; U4 {! @6 \% o" h
% \- z  x9 ?3 P9 M+ ]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。
1 r0 Y# v2 v/ Q. e+ k7 s, i' h' k
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。
# y, U: A) r; u: o+ S" A) E' f; r& C1 X! [0 d* i* m3 c
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 07:38
  • 签到天数: 3066 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。
    - b8 o" @- O" w" ~9 M
    5 t" I7 z9 D% F- O4 v- f5 [# I" 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。
    ' y  [7 x) e( g- V2 f) Y( u+ s
    + J& y  |' ?6 Z9 N& ]. C) }8 v! ~5 C! l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

    评分

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  • TA的每日心情
    开心
    3 天前
  • 签到天数: 1598 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
    ( L7 d7 m4 J; Y  n
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ! [, t. h4 o  g: U0 l* m这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) D% ^9 W' ~0 y9 C
    3 C# ]. @8 b7 A6 `; x0 n; 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 ...

    $ k0 M& K2 R1 V' o; A( q1 f" h6 T! \- r
    厉害。
    # a+ v  m3 V( t. [+ I
    ( i& {2 [! D, v4 {/ Z7 ?! h7 i( y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
    0 B3 `/ f5 ?) t. J这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * q  b7 F6 \3 R* _$ s1 x( v- I/ L8 e6 R0 d/ N; S
    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 ...

    2 z9 I; e8 w- p5 S! N/ s7 o4 j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" @9 H* g* w( G
    ) E  F0 R. x+ r& p; H0 O
    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* \: ^' j8 `( l" M9 G6 x
    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。, r7 h2 v4 T7 u8 Q# r6 r

    8 t2 [) q4 z; x7 d6 X8 @" B海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    , ]  l( |! n1 |" ~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。
    1 R* X, f4 ]# }* T
    + g! s( _* Z$ D4 N) Z2 l1 V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。
    8 P  T& s/ @9 ~$ D. y; a9 S, s$ ?) D6 p1 q3 ^
    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  t8 H3 |2 Q3 [! W- l' D, {! B
    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。8 y/ S  v# s' p$ J
    ) w' h6 @: A0 g8 i. j0 J( j( T: t
    你 ...
    + a; l( J, T2 U6 s" n
    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 09:41& t5 R, E- h1 J  e2 g/ y( ]
    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。 ...
    1 l1 n& F) X# U- u2 o
    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 01:13$ u0 F8 Q0 G- n' x0 E0 `5 M/ X
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    & d  I/ }) x9 e8 h$ W2 Y& F" 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。
    5 p, A! k( t1 w$ {; t
    - }7 N4 x( ]' H2 R! Mhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm4 w+ ~5 Q7 K( e2 H# g5 p
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    , r5 J2 \% |) j' Mhttps://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
    ; e: L' ^- N% e. b# \' m这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。; f0 z4 X3 {' N9 t. P0 y
    7 W" Q' p2 A* [. D0 l% I0 S
    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 ...

    3 H( k6 |1 o% ]  N8 h6 C3 A8 ]淡化水上用不了吧?
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    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 10:181 A! R: \& ]' G, I- {# 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。
    6 j; g8 f2 f2 z1 R- s
    . P; a( }" W2 Z% uht ...

    - ~3 r) l3 H9 ~& v6 p' J& L+ B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
    / j$ q+ Q, H' i7 v淡化水上用不了吧?

    9 {, s' g+ `* v, F4 `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
  • 签到天数: 71 天

    [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 12:452 w( Y6 c: H# v/ I* [- S, k# o3 P$ O
    为什么?船上也需要淡水啊?
    : P6 d# W3 q) E/ G3 }9 E2 D) q
    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
  • 签到天数: 815 天

    [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
    # ]8 o9 n8 h( e7 S, Y2 g& k! {吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    / ]) f3 H% d* S
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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 13:490 F6 f9 A5 Q# e: e; Z" D
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    * d7 p6 \2 d! G
    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
    3 v: W& ]- ~2 _为什么?船上也需要淡水啊?

    ; g1 p, S$ m/ t7 h% |) h
    8 I+ b; S  p$ T. u: Z3 |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。1 H& l( m8 E* a; T, b+ ^& p

    - f% T4 ~8 e0 B$ D* g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
  • 签到天数: 2 天

    [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- p* W4 P+ `0 m( h% K: h
    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 ...

    " ?$ {+ B% o+ N! G. e" l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。
    ; ?. K5 K0 b0 j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
    3 天前
  • 签到天数: 2004 天

    [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
    0 e9 j6 f) B- G+ N- m9 p6 r) N1 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。) h# @  G1 U! m0 T1 I. G' m( l1 ^

    # W- Z$ Q% n) b( o4 sht ...

    ( I* I1 E, R8 A- ~此处应该@testjhy  老师
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