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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 & H* |5 k$ w/ H0 j6 U( W# F- b

! X' h) H' j; W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。: G4 s- b- `4 l4 k, |5 X6 C; B

$ x5 i- U) A* N8 l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 C3 s$ d6 }) P; s  J: b) |2 }
4 i. F0 Z  W  L# Q+ f: 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。. u3 b# ~% r1 U$ H! z* x

3 j. N, F* a# h+ E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。
: ]& h9 m/ |- B2 C- L% o' p: ~  O/ |" X/ W% l! 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。, @$ x0 m* A3 i

- W+ j) i- q# k$ C8 r# l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。3 h! H. L+ h: z

% R) j+ n, t( e: h6 J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。0 @4 Y7 v1 s3 g2 m7 L
$ [6 R5 T* A9 D$ h/ n. i
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。
6 g! d+ y; }% w0 J, G5 @2 V8 k' s, q  t5 t1 t+ `) B" p8 ]' q  w3 a. h
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。5 Y( j1 U4 k5 Y  Z' E: A
  s5 X" Z, p' W  V
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
# ]6 }2 d! b+ R% ?
& m+ s5 Z0 d8 m0 i" i) V& K  J在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
( v  J- R7 d' k! Z/ A9 a
" Q0 p# _- ~. p) J- M$ K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。. S$ y2 m" H: g1 A4 |

3 }1 `/ X% D5 r1 Z6 Q6 E( p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。8 l% H6 N- M1 B# ^) T
' W/ t- m+ U  b7 y1 ]' D1 o! ]
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
    2025-10-17 10:12
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    [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。% G- |2 {1 t+ [8 K4 }

    4 @. R+ r( j. ?  Z  y: r; x* k! j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。
      w( H8 v* W. F) r2 r/ r) G4 t0 A: N( l+ F- h" d1 H: L5 U, f" U
    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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      发表于 2022-8-3 23:44
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      发表于 2022-7-29 16:14
    给力: 5 +1: 5
      发表于 2022-7-29 09:44

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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 07:49
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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 $ o' j7 M) T2 `- g- [/ Y
    水风 发表于 2022-7-28 17:02$ n3 E; v2 t! c) _' n+ Z
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      L* p9 G- h' d4 Q. [, j
    1 ?* q' g4 c9 H2 |. S3 P  G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 t; q0 Y5 ~+ d
    ) S6 K8 A) e5 b厉害。' Q) D5 o. I8 g2 Z7 [1 S

    5 z: e0 ^+ G$ A: g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
    6 _8 {' v9 [+ H- \5 _2 z这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    " v7 a' s6 p, ?9 F( T4 r1 j( b) w3 \' e' c8 T" O! C, Y
    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 ...

    $ x1 y$ A5 L- }) I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。$ l3 s4 M& b% u) M
    + l) v/ e- X" r' j& r; z
    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
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    [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
    * O  N: S& _- ]% g' d! R$ p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。
    $ B/ U  E. U0 c- T* y( g( G. g' L
    : T# y  X8 i9 ~- K+ C6 ?3 b海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    # `3 o/ m) U- {, S4 x- n
    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。
    7 e$ T  K# C% l& x2 x4 ?" [1 l9 ~. E7 P3 V* b2 q2 \1 b% g
    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。: X  W; A4 P( e- B

    ; o8 D9 Y$ H5 g1 U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
    # F5 G% O4 Q9 p# Y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。5 h5 J* s) `" `( i
    5 l6 [$ M1 r/ o( T+ G9 V9 e
    你 ...

    5 l0 p1 J9 c5 Z  H: X, Z$ J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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    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
    2 N6 y; A* k( @, h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。 ...

    ; S- s3 `) E% o1 }0 j+ x5 E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 n0 V8 h0 k! I0 Y3 k+ F% t没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    & P# h2 S1 E8 ~& ^( X$ g. y- z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) D2 ?3 [6 ~& l- c6 e3 Q. [

    # E4 p/ p# u4 Y( `5 F; u" Bhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm, v# E& a/ a1 r& o0 l
    这团队还有B站账号,经常发视频。9 T3 D6 T. Z! J$ s
    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
      J( |, r# D; I. o' S1 e* k9 @( W这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ t6 w* H4 K( [8 c9 z* e+ D9 v0 H! 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 ...

    ( a. U1 s* ?4 a2 O" y) b, Y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
    & @# `1 x, E. `* {" E% U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。' W8 W9 d' ~7 U5 h, W

    : F2 E5 D+ Q. x  \ht ...
    ! R: M& E: J% A: ^8 M
    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: \/ A8 T: @* M' g5 a
    淡化水上用不了吧?

    : g& j; v" Z- V9 w9 V; x, I6 E为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
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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% c/ }% ?5 e0 s( T+ W6 t7 C. R! `
    为什么?船上也需要淡水啊?
    & D; j( c! |- |+ `& r& n
    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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    [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
    ' r) ?; i  O- [! F$ M吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    ! U8 y, q7 u8 U) Q
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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    17#
    发表于 2022-8-30 02:58:19 | 只看该作者
    长叶林 发表于 2022-8-29 13:498 y5 c, X0 L8 M+ u, Y2 s
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    1 Q2 O( N8 }1 w2 a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
    # p  J) O! r# f8 O为什么?船上也需要淡水啊?

    # o7 i1 g$ T) F/ |2 S/ I6 L4 |$ P* }/ O8 n$ M
    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。+ j& b, z- G8 K: v

    ' W, K; ~% |0 A+ p) M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 01:447 Z. O' }( N; ^( Y1 K1 A
    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 ...
    . P/ a1 l9 x4 V! w( e! h
    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。: |+ l, w: l) x
    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
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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$ D: a5 T8 C; F9 ~
    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! z1 t1 N

    ! B) Q4 ]* ^7 i9 z  N! z! k" c- Cht ...
    2 k1 j2 L7 p5 f8 o) @% ?
    此处应该@testjhy  老师
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