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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 ( n  o' W9 g6 E: M& c" Y8 C2 A' C1 Z

( e  P: X8 W2 Q, {% S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。
$ p& B6 A+ {) B) K
  u; A; t1 H# ^* ?/ R6 W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。
2 j! d+ b* K$ R2 B# n: G
- O; T. @' A7 c: A# b! D; X- c4 P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。. N( X( \3 {* D- q

9 {" q: N) K( _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 Z- H3 \( q' y% G! w- R1 O+ k' e
) j- U2 M' l. v3 j2 c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。0 p: Y. O: e9 i% A
& B0 E1 [9 {8 b' |0 p
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。
, @1 k' ]* I. O0 f& E7 }5 F' @& P0 [2 D. J8 T
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。) e+ H0 F3 N  y% M

/ Q  Q) [$ }% z" B6 Z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。4 ~7 \$ p, O* \- M& r
# `0 l* u7 X& A6 J( D
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。
) G9 j7 a4 {; u- v2 _/ b$ n0 J, e+ x
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
7 U4 W1 I7 y! K; X
* ^5 M( x; O# E) H在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。8 J- S- s2 i+ b* x& H

) f. _2 N1 P' A- c' {4 ]4 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。- r' _) ~8 X$ ^4 X  k. `% v( y
) \4 P& B$ x* r1 R& r) {5 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! O6 N# _* k. G! A* |
) D, b8 e0 Y# f7 F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
    7 天前
  • 签到天数: 2971 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。4 u+ [+ ^* y$ G: v0 e9 K% S. |

    ( F) k1 L! @- [8 B5 ~7 ]! b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。5 R: V0 [! o( Z4 ^2 ^# l

      V( q6 J# m& M! ~2 S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
    昨天 13:44
  • 签到天数: 1481 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
    % K  t1 }" c) {4 i) r& X3 ?
    水风 发表于 2022-7-28 17:029 W% ]; r& y* l
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。( G8 W5 I2 l+ a5 }7 S! t7 R
    / B9 K5 j  \/ d: b9 ?
    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! ~6 u! K" A7 F9 i
    9 [, M, P2 i: I  Q
    厉害。! _' M  N: `  V5 S8 k

    5 }0 j# b2 v( V% u0 f2 e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 19:028 u/ [2 _5 ^( y) P  z3 R
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! ]" g* l( D/ @$ u4 A; z

    2 T# o9 M+ U0 Q1 I: s* i* t' 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 ...

    # j0 J+ s+ L1 A3 @: U0 K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。. ~' x/ a' O. d8 c2 z6 J

    % }. m" B7 y2 |" c: M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
      E/ F/ i# s* ^1 x' o2 B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。
    ; g& K$ L4 C$ }6 {- y1 K" S4 G& X1 E2 w
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    $ I$ L- p( {& }1 M0 b5 {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。+ N) e* E, p6 q" A  j; ]: D

    ; k9 y: q; @; x7 Q' ?9 O3 c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。
    - H  V! h. u6 J
    3 j- I3 @( V' D7 X) T/ K% M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
    ; T' {8 \2 F! _4 D1 [, u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。
    4 ~3 ^0 w; h2 S& U0 J* I) U0 X# w  f
    你 ...

    8 K( s* O" M, f( ~! a8 G$ {. R3 k+ t  v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
    5 |% f1 q, `! r; @7 l# p  ?, `$ r  {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。 ...

    7 F: P6 a" L% V& q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* q2 k: }$ L5 G4 Y, P6 x
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    4 Y4 q& d  z9 {
    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。
    % i+ Q5 t" C: ^+ d* v# x& i7 n. @4 C  H) Q7 @& P
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm& r& O- R4 w' I
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    1 m6 T! r) X5 |* lhttps://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
    + j/ G  r& S4 n6 d/ j这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。' J: P6 ~0 o  I% v
    / h* n4 V/ _% Z: `+ 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 ...

    - d- I5 p! q, d: x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 10:182 s/ B$ p3 _* P. f- R# 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。: S, U9 E1 b; w. f' W4 |  u) m4 s

    " x5 v8 c( i7 Hht ...
    * w/ x) o( k, Y0 `
    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$ L1 Q8 }9 N2 I/ u7 z! Y% n
    淡化水上用不了吧?

    * Z% @' C: [- n9 r2 [8 S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
    3 R; t/ s; j+ m0 B! H5 ]4 Y0 [' ^为什么?船上也需要淡水啊?
    9 A: P1 z& u( ?& c# _
    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
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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& ^4 w: d4 a5 k
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    - X! f6 M! O3 ~" Z
    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
    , v' P1 i4 y. N7 `$ `1 p水蒸气里哪有盐离子啊?

    9 F& H3 m+ T3 \* o: _8 j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
    # X# ]' J( J9 @: ?. N, M; L( t为什么?船上也需要淡水啊?
    ; L7 Y. k3 S% ^7 h/ E( [. H

    $ e$ u- S* J7 ^8 e* t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 b9 i& X1 M2 `) \1 @  Q0 n. ?2 z8 `
    ( F5 l4 U5 N6 r7 j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
    ; e+ x" T, j7 N) x& K" V2 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 ...

    , n* G7 c  v  E1 s( `) P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。9 ^1 |  i( }; X4 [
    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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    开心
    3 天前
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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
    ' \/ O' S6 m" u# T6 Q4 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。
    6 ^4 T# Q3 A4 h! @" q1 }
    2 J3 x2 w1 L: I$ d; xht ...

    9 a9 w/ h* r! }; F+ q& f2 y: M  Z! d此处应该@testjhy  老师
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