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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 |正序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2022-7-28 17:43 编辑
7 {: k( H/ G: O) r) O
6 g0 W+ i  B3 z& a- [% 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。
% \/ ^2 X& ~* z# j0 {4 Z& c: U) B  b5 q1 g' g
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。6 }7 w8 Z+ N! l. p9 Y$ x) p6 R- H

, c2 M0 R. A) w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。- K" P' l9 e4 Z( @5 a  y

' A7 \1 v% k8 v0 z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。
' N5 p7 r( G3 S6 R9 f& `  t9 P) |- ]& Z7 J7 }
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。
! H  Q/ R5 z2 B4 i; w0 U# p
8 K; E) N1 {* \0 B, n2 J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。/ c4 Y* _) }* w
0 T' w' O5 Q6 o0 {  k2 D; I0 g
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。% z# `) I: w) V0 y$ ?- r% R
2 b0 I$ Q$ C; p  ]2 `8 s$ j6 x
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。/ M6 K7 G# n: m5 c5 K: f3 B! h

4 _3 U3 E3 ?  Z  d# ?9 _7 X3 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。
- B) w0 N' V# j! k
: ^8 T! g3 A- p& L: S* {: J6 P" [; c规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。7 s+ Q$ g) G! j+ h. s9 t! q7 S5 N
( L+ X% u- p/ s% X. m$ N% t
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。4 i' a/ A. O: ^

2 J8 Z/ M$ Z. X. r5 }  }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。
/ C0 t/ o3 N& r9 e6 M
- w4 C0 S" J7 T' y' V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。" [* r, F! [8 K$ j8 Y

  {6 P; C% z: o# N3 E6 L这事其实很值得吹一吹的。

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该用户从未签到

24#
发表于 2022-9-5 20:45:30 | 只看该作者
这些突破好是好,但是没法和软件,芯片技术和转基因技术这种等级的革命相比。
0 d5 X0 U6 t# u- o7 a8 z1 p+ g% F4 f
, m4 F" i: k( Y! u, n7 L+ C美帝打败苏修和日本全靠革命级的跃进。
2 u# m. k' ?3 p' s( X
1 Y) J0 M- H( @电车觉得算一个。高铁绝对是。
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  • TA的每日心情
    难过
    7 小时前
  • 签到天数: 2588 天

    [LV.Master]无

    23#
    发表于 2022-9-3 00:17:53 | 只看该作者
    料理鼠王 发表于 2022-9-2 18:02+ @4 a8 z, l4 S/ s5 a
    等到在沙漠地区大规模铺设太阳能电池板,估计所有的问题都能解决。0 F; T0 C4 ?/ `0 b
    到时候可能沙漠才是最好的资源,无他 ...

    + J% T4 `0 {9 [2 }6 S是的,所以目前大量规划西北到全国的特高压。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    3 天前
  • 签到天数: 1938 天

    [LV.Master]无

    22#
    发表于 2022-9-2 18:54:47 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-30 01:44" k$ ^. a4 m7 A1 j
    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. A# ?" F; b
    强烈抗议
    - F6 c' d  u: b0 n: e盐碱地得留着喂羊,宁夏那儿最好的羊肉就是盐碱地上养出来的。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    4 小时前
  • 签到天数: 2754 天

    [LV.Master]无

    21#
    发表于 2022-9-2 18:02:08 | 只看该作者
    testjhy 发表于 2022-9-2 17:04  m6 ~; M- R9 s' A7 o9 w
    谢谢,老财迷兄弟也提醒我了,我个人认为再怎么改造,也是表面文章,而种植是改变土壤本质的事情,我的朋 ...
    $ U5 Y$ h5 g* y
    等到在沙漠地区大规模铺设太阳能电池板,估计所有的问题都能解决。
    + g5 A, z# m+ v3 h到时候可能沙漠才是最好的资源,无他,维护成本低是最主要原因。
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  • TA的每日心情
    难过
    7 小时前
  • 签到天数: 2588 天

    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2022-9-2 17:04:11 | 只看该作者
    蓦然回首 发表于 2022-9-2 13:48- J3 H1 x: d7 p8 X/ L0 d
    此处应该@testjhy  老师

    % f) \3 m0 l9 w1 [谢谢,老财迷兄弟也提醒我了,我个人认为再怎么改造,也是表面文章,而种植是改变土壤本质的事情,我的朋友认为条件好的沙漠(我上次转发的图片沙漠降水量还可以了)目前的技术已经可以自然种植了。当然如果加上低成本固沙技术可能是锦上添花。
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  • TA的每日心情
    开心
    3 天前
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    [LV.Master]无

    19#
    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
    $ i) d3 _/ m* k5 E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。
    & E/ p  U7 b+ ~3 g9 i$ ]- R8 }/ J+ R1 f. N4 V
    ht ...
    $ H! `$ n- D4 K* F
    此处应该@testjhy  老师
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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

    18#
    发表于 2022-8-31 23:39:48 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-30 01:44# A8 H1 Z# X  Q
    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 ...

    $ ]9 s( ^7 X) j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。
    : E2 b( t6 ~+ j" O4 C7 Q! @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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    该用户从未签到

    17#
     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
    ( J$ _, E( k! m为什么?船上也需要淡水啊?

      r: G$ z1 i- z  U/ W" H
    0 ~% |4 _: o& i* Y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。
    ; d# R. P+ T0 j; k
    ' E2 T. x6 ~/ T( w7 b: s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
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    16#
    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
    ; H! Y0 _% n. R8 z水蒸气里哪有盐离子啊?

    2 {/ Z0 w/ E0 C9 k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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  • TA的每日心情
    开心
    10 小时前
  • 签到天数: 639 天

    [LV.9]渡劫

    15#
    发表于 2022-8-30 02:49:10 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2022-8-30 02:22
    + k+ m$ J5 C$ b/ X1 O2 a" r吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    * O+ q$ P8 s2 s0 }' m9 f6 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
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    14#
    发表于 2022-8-30 02:22:00 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 12:45. A: T1 n) ~9 b
    为什么?船上也需要淡水啊?
    6 L4 l4 q" n* z  H
    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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    该用户从未签到

    13#
     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
    1 {4 G) q. c  y3 g0 b, Y! _淡化水上用不了吧?
      W( B2 s- p9 Y3 A& L7 z* G/ N
    为什么?船上也需要淡水啊?
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    该用户从未签到

    12#
     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
    + B% u. r* `7 ?3 }  W# ]% V5 Q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。
    ! ^! o" Y& X5 _+ _$ |" l  ?
    * u/ M6 V/ X, U4 h' ?ht ...
    # d- D! ]1 ~& S0 c  t
    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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  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    11#
    发表于 2022-8-30 00:32:59 | 只看该作者
    水风 发表于 2022-7-28 20:026 e8 i+ \6 z; H
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 C/ g7 H6 ]5 x" }) V3 @! @% K% \" X% i3 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 ...
    * [5 C0 n4 l, e! s
    淡化水上用不了吧?
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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

    10#
    发表于 2022-8-30 00:18:38 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 01:137 B' k- o4 k$ {* H5 `' }' }
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    ' I# h' M2 O% y+ U  d1 s- 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。" Y6 ^) |* P  k5 o5 {4 t
    4 o2 R6 q, q+ H
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm5 B$ @0 w3 W5 J0 _! x- m. W7 G
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    2 z1 R: K6 t5 e! dhttps://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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    9#
     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  A2 t8 s& [# d- L9 N
    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 p/ t$ [  P1 n- l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

    8#
    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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    7#
     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/ N, V; d! |% z" {$ s+ |# ]
    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 U" i+ A: O; j! f
    ( s( }3 D( C  Z8 V) P* J
    你 ...

    - U" I; I% |$ }/ A) R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
    开心
    2022-4-16 03:01
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    [LV.7]分神

    6#
    发表于 2022-7-30 05:50:29 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-7-29 10:35
    # s$ N( j2 i0 u# 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。
    ! @2 Q& V% T* i
    % r: }6 f: B" w. i0 X海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    % N; ]8 a; ^* g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。
    2 g: w: `2 b2 z+ ^5 N, ]4 L
    " [' u+ S9 ~$ [6 ?- Z. Y" 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。
    - T8 ]$ y, a& b" ?" V- i) |, l3 C7 v2 M3 s% Z# e- v2 {8 v
    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

    5#
     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/ }4 O1 ?6 F# d3 c2 ]
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。' V1 t9 L" s* k3 G; |2 J

    $ M8 s4 q1 U; o  [% S( g3 A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. p8 ^3 A' x# n/ R! G. F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。
    4 O# s; a* q4 S5 g. {. o1 R5 G: a2 S2 q0 [, j
    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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