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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 + D0 J3 t* c) f3 O9 T7 {1 U

$ n; {( x% U0 K3 x3 u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。) k) J4 W7 u" N5 Q9 |
- |1 h; o" s7 q9 r3 Q+ Q% y# D3 b
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。
# Z, c) B5 `8 u5 \/ B
& K$ y+ T. s. L. c: J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。" |8 E* f+ T9 w6 X, N

8 r- j8 Z! n& W/ Q: J4 H6 z. @3 d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。$ T# L! t! u+ D  S' W" e" m8 Q1 ^

/ i3 H. w: C% k$ }# S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。8 ]% \9 s/ a; b& c

$ J3 F$ u4 y! }. K7 p/ K+ \& 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。) ~9 Q' E2 ^; e, ?, d

+ A1 [0 |1 E& c- G, V4 b5 @5 f' {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。
. o9 d! u" u9 n& d
9 j" K5 a/ G) R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。
& s. O! |4 B4 \- h( M) J
4 ^$ W+ m, `( 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。
# y+ w6 G( M' q1 L  G
7 I7 f* w' s3 H6 h规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。  l4 E. `3 r- X& j
0 v+ p! ?+ ^5 |% N- A
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
$ u( D' y% }" X2 ?
$ q+ M" n) x4 |6 ~! w  @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。
& b) ]# _) |" s8 g3 v  H. I- A0 q7 x' X9 t2 h9 a4 [# R
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。0 M) L8 M' ~0 e/ k

  ]2 v, l0 l' t! h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
    4 天前
  • 签到天数: 2967 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。; y# W9 }, h$ B

    - A! H% |' e# f  Q  Q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。  P, ]" ^9 \0 W% N9 ]! z; }9 y+ g

    - q! ^2 W& c7 }6 X6 J8 X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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      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
    11 小时前
  • 签到天数: 1268 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 8 t, ]' M; X  ~0 d
    水风 发表于 2022-7-28 17:028 ]0 x+ L. @% X: u
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。, i5 g& Q- \/ i9 H

    % Y! U) l0 ]+ G8 }' Y" C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 K% s' t" y; m$ s0 ^6 }$ }
    , ~7 a& H: b; R$ ~& u- W+ }厉害。
    6 ~( D- ~- l8 ^! t- Y
    # Y5 ?* @3 B/ x! J# ^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
    / J( @9 f2 p/ w0 [; c这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ p0 B: }+ l2 b8 x# G1 G

    2 T1 T  [: ^% J/ G1 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 ...
    , |# Z1 Z+ N1 Y+ Q1 i2 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。
    & a1 m4 F3 l2 ^9 l% y: w9 Y
    " W0 d3 m, l* _$ N5 i+ I9 ~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( _* T% B1 H; j8 g
    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- [/ D( @" f$ m) H5 l
    6 U& k1 _! ^: [9 h' i
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    / U, p: h5 l" p% W0 d3 g+ Q/ J7 H, i& J
    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 j$ |: {0 R1 I2 z, J
    0 g# t  G7 e) Q" S" P
    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。
    * m6 N5 A; X! y& L4 e& J
    / g: y( v" {0 e; M# [( L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% k0 j7 f1 e% p% F
    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 s( p: G( U( r" l3 {& I

    3 }0 C0 G4 A- ~% A) N, \你 ...

    4 V8 `9 D9 @+ ~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 09:417 D; o+ h, H, [3 c
    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。 ...
    4 L" J+ @( D  e# n$ Y( L9 T: M
    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
    $ ~/ n4 ~. |7 s, X" p# Z; p没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    8 P0 h; I% q) h5 C  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。
    # k: l$ P. E2 j' C4 O+ s7 _
    9 G# l0 ?# ?# L1 _1 g: u& ohttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm) R2 f) y8 ^$ Y% e6 n# q
    这团队还有B站账号,经常发视频。# H( i" G& B) j2 Z0 R8 `7 f
    https://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
    * u: \: O1 v% K这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。1 T* Q" k) L# D' E

    3 R! r3 C$ U# A0 q8 l0 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 ...

    9 A8 ?( Q: c1 w! w+ ^5 K4 ~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 G0 C4 a/ H; m0 z0 T
    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。. \/ H3 K4 y' P3 U

    3 L: _  A+ n1 N* U! ]; o3 v" ~% sht ...
    1 ?. }1 s( G9 X* k% ^# v
    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# [# t! l4 [, T& D
    淡化水上用不了吧?

    # y* m& \, C4 s, ?6 s5 e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 12:45# P; q6 i3 N7 k; p" e: P
    为什么?船上也需要淡水啊?
    ( g6 L9 }& h  a: a* X
    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
    2025-6-26 03:34
  • 签到天数: 793 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- |# F# N0 i' F3 m9 `3 f* v
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    $ J  v7 r' F9 d: 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
  • 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 13:492 H5 B" Z6 G% {
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    3 O, r7 ~6 k  R8 p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
      s( o8 H4 z% h! v2 W为什么?船上也需要淡水啊?

    ; \; D; r3 l5 L* G5 R, y7 A; D0 q; a& V+ ?6 f2 @! `0 |3 E9 v
    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。
    * ~$ @" g4 N" ?* y4 J* n* x1 w7 {: G* a0 S( A  d: N" c
    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
    5 t* Z: w0 G2 x9 `/ 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 ...
    , w4 }5 X# I8 h. c
    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。
    5 X- M5 {$ x& [7 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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  • TA的每日心情
    开心
    2025-6-25 17:12
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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# V: x0 X4 y) J1 t, {8 G; e0 j$ \
    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 h) j9 m5 l9 w9 p3 @

    ' e9 q/ T' W5 J' Oht ...
    0 O6 D! A$ n  d
    此处应该@testjhy  老师
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