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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| 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 2 l  R5 W& T9 t) S! U

, \" u9 X6 y7 ~: I& h3 u+ 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。
0 b$ `4 ~0 b) [( B  u! ~( l4 b7 K: S, t. ?  R
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。
" e# p  J( H6 S+ A; S# r- P
4 |; f, `  ?1 _1 ~6 ~4 t6 `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。7 s1 ~6 ^" m3 }. }

* n8 C) L; y7 k3 c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。
3 z! k+ l. s/ t0 i; B; p" {! I2 I1 Q' I/ h! L4 ?$ f5 ~
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。
4 m2 H0 H6 W# e0 V3 Z  |4 g8 g* X. R8 W/ u( ^, a: X+ P/ |1 V
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。) E1 o# {% E: _0 y# ~' m2 {

" k( `, R' j( 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。& v0 S8 w8 G; Z% ~& Y

3 Z1 W, r, `4 a! ]2 m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。0 }6 r. p6 f6 n% }9 v5 g& m
0 Q* j; J6 F$ {" ]  {1 M: |
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。
, e& I8 l6 z8 F; D; ~3 h$ c
/ ~7 q% X3 q. {, R规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
- [- V  j& Q7 s$ s1 c' G
; T* o" n& l1 {1 g) b( G) R0 F在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。$ h1 f' c4 ^  q, ?6 }$ K# F. E1 y
9 H5 o$ }6 X$ P. X- 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。
3 M* B- S( |4 Q! Z/ c, p5 x$ W
/ A4 O4 y/ A' ^: 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。* Y- X9 ?: G' r# S) P1 k

: S3 ]; J) ~# L7 o/ _& o- g; N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
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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。0 s- v1 G; K3 \; @

      V6 t3 m/ k: R, x/ }) L! p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。
    4 I- q' ]) g; r& f- h! f( s# _% r% N: [" L3 T4 H% z/ v) 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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    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 13:04
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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
    7 p. i. O$ p- b( D% x
    水风 发表于 2022-7-28 17:028 d" o  N0 b) _0 p
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 }! c2 d) _8 q! I( F( W

    6 e8 C* h  O8 I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 ...
    ; S* w7 E4 m. K

    9 \' ?7 C7 _+ X3 U, [; P8 L+ w厉害。) ~7 a) ]# I/ Z

    5 c' _& ^+ g+ Y* F" O* {: ]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 19:026 A# t4 \. Q& [
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. W2 M9 g- O3 ^" P
    / M& E: m& K# L
    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 ...
    : F- ^; A, O7 v7 ~/ P' @, 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。3 A7 c! L& ?' W& m% w4 B

    ) @4 t3 I" C, q* 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' g: j1 ]) j3 }, c+ j5 ^5 Z/ h
    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。
      _9 H6 E& P8 N" q( R
    " }; s' |8 U' j0 G海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    , ^/ J7 F( A6 H0 v  n2 M) Q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。. v% V" m8 ]& }# q
      W+ O6 F: w/ Q) w, L
    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。
    3 E. g, r$ i& s
    : K: C& P; s" @/ S9 J2 {3 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 15:503 t6 V$ C2 S7 `- 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。
      I9 c/ H% s# t& F" y4 M. r- k+ u; c& z4 a3 s+ i, I/ o  b1 g
    你 ...

    ' l/ }+ @( c7 R" |& ]* d: C+ D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 09:417 @2 o) c4 t+ H6 U+ y% S$ Y9 v0 t0 f
    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。 ...
    # g. ]: H6 x: z8 Z% i1 w9 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
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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
    % ]0 ~9 V% }. w4 f没有注意到。说说,这也是大事情啊!
      W/ |/ D0 W, 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。. s( b: u- I) ^, a0 N2 K# x  w7 d

    ( E: [/ R; i+ Y2 L0 K: {https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ) K* u% y& W  \# p这团队还有B站账号,经常发视频。
    % v2 M6 c0 }' r- U: _7 m5 g/ |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
    8 b+ l" H' H2 W7 X这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 h3 l# o* Z0 R5 v: [  {# \
    ! ?: K: X* X! [8 ?6 u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 ...
    7 a1 O. }- t% M1 @0 W2 {8 o1 {% a
    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 10:18
    : z& Y5 G- U; G2 G, W" `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。& b8 }+ ~4 E/ n
    " A  k' S  L; K7 V
    ht ...

    4 R: }  J* b5 {2 [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
      U3 q+ D/ p5 t: ]6 ~* o淡化水上用不了吧?

    : T/ m1 {2 f4 H为什么?船上也需要淡水啊?
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    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
    " K; D$ v1 {2 O/ h' P, t! W为什么?船上也需要淡水啊?

    ( @+ |$ ^6 ?4 z6 h( v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
    7 天前
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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' N- C8 D1 F" [( V# _! i4 c5 F& @
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    ! U' e# Y; x8 m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 13:496 A# i' y9 v4 t+ W1 g2 Q
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    & M$ k8 n6 R7 I! {1 G5 Z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: `& Q# w8 G3 Q
    为什么?船上也需要淡水啊?

    ( i4 T! F4 H2 K1 A) y' N. L8 V+ }9 J6 z  X# K
    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。
    ) W# g: b1 l1 a* W! b* @7 J$ y* i0 j  C, f# T1 {$ B/ X" B# z
    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
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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. b( @" [6 F5 q0 Z6 ]3 S
    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 ...
    % w6 i- A' j. G. `8 q
    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。: H; a, Q9 I, x0 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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    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
    4 y- o  }8 x* y' F' P- ^3 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。
    8 J; x' f% s2 t$ K( q+ F' H2 k/ `6 v1 y
    ht ...

    & S  i# B) G1 c. f; V6 n' G' _此处应该@testjhy  老师
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