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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
6 q; |1 _0 L1 C
/ {- K1 D: }: B3 @! a& 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。
; c! f( @* ?1 b& Z8 k
/ x6 R3 C  v# e6 ~  }4 i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。' D2 O2 m# A2 U

& l7 M* E1 y  y1 P/ Z2 D- S% z0 n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。
% r7 b7 l! r( p5 F. A" ~
8 M: [* ^" i+ {/ g! v! h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。
4 x7 J7 d- B; M$ w
7 V# }7 M, G5 ]) z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。
' l' x0 {8 N9 ]$ C
8 h9 i% h, [+ ?" g9 D* i9 A& r, B1 w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。  w5 v4 x8 H: g6 z7 _  R: j& s

# ~& Z/ ^2 t; W& S) p; W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。* p* Q. n+ m$ X: q1 I$ y

$ V0 V! ?. Z- _7 a( u7 U& {7 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。
3 j+ b( J8 v7 @
' F; d8 w1 p6 ~- f& v0 R# `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。
9 k8 c* R  V' ]9 F# w7 u7 l$ A7 s1 ?* {
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。; e' ?" I- \( y( F
+ ?3 y7 s6 @! T/ e; |
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。  F' y. W, |& T

( ]; @% H5 H9 A- ~# Z& C' H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。
( c! T) j2 p* B3 e- O9 M- E2 b% z- @, f) S% K/ T
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 z. a: z% y% v8 F8 h" j3 v3 |. {2 D0 ^/ v
这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-3-20 11:55
  • 签到天数: 2152 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
    昨天 19:08
  • 签到天数: 2734 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。& I3 I: l, g  z
    $ Q( a7 Z, o. S2 ]
    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。) ^: x2 Z3 O6 }7 h6 p2 K
    # L& ]' f7 z1 v7 j1 C, l
    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 01:53
  • 签到天数: 920 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
    4 x; H, t# h  ~3 l. u7 G8 \8 h3 ~
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    , e2 {, n' T( E5 R  _这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 P4 x7 j4 M; L9 v
    + r) F5 r7 _9 U2 @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 ...

      R' R, C* p6 k
    3 x( Y' n* j: W/ G" [( P6 z, A厉害。& N- y* d, V/ y- A. S1 M4 [) y
    3 r" p0 p. j8 k7 N! N
    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 19:021 N% @" `9 ]) w8 Q/ [. _3 z1 a
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    & r. {  N. K8 [; V1 @+ S
    ' w0 |3 \$ O) ^/ h6 F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 ...
    / M5 o* e. Z5 J4 x
    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。, v3 N' D& o  z, T. j+ H
    : ~+ Q- D5 K# U) I2 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
  • 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
    9 H" V6 ]" ]3 m9 C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。, K) Z+ d& }  m& ]) |# `8 K% W* x
    " `) S0 c$ l3 `9 |
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ' ^. n  R9 e. n7 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。9 {3 E% b# v; K3 l5 S) [
    * K- G& F7 B. N6 z2 ]' c* ?8 f
    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 r8 W9 S. M! A+ ]7 t

    7 F) g7 d) d5 X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
    ( `7 Y8 q. j2 s$ q$ J4 y3 ^0 `3 \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。1 \. _( ]; N, Q) w$ _4 l

    2 Y$ a# v4 I3 E% u2 x! P; X你 ...
    9 b7 c. S# O7 B5 H' }6 t: }' @) A
    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 09:41
    1 L6 S+ l6 z" |, ^! o/ L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。 ...

    6 n/ k7 ]6 a1 y$ d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$ k0 y& j/ U- v* v
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    2 `7 a% d5 z4 c7 v. ^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。! O6 Z. F% @# Y8 l" u5 Q) `
    0 b0 {7 H% Y, U7 z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm" N3 Z- W2 l! b" B3 r3 G
    这团队还有B站账号,经常发视频。7 h+ k5 D! e# T8 d- I
    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$ w3 n2 [& ?5 ?3 H
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  W* |) l9 @3 j3 @3 p% E! Q5 t) V
    2 k6 ?9 Z( o& Q- v8 u% W* w3 C& 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 ...
    ' Z- U" x' M0 {: O3 g
    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 10:188 B/ e' T0 B: B' `, c
    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( i# U0 }% J/ P9 I% ]2 |, g/ }% c+ ^$ R+ Q: O' p/ I
    ht ...
    & u0 D* c' l1 D
    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/ z& X( W% j* S  r1 [
    淡化水上用不了吧?

    - K3 d+ ?) I5 t2 P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
    + [) }  K9 K( _为什么?船上也需要淡水啊?

    ) S3 v: B  C, W* 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
    1 小时前
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    [LV.9]渡劫

    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 c4 N5 ~8 V9 a- u, i8 d4 Y吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    - L2 g3 W, p& ]7 |# a7 C5 U5 q
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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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
    3 u7 M9 A$ L" p5 G" l水蒸气里哪有盐离子啊?
    ! g* U# K/ _( v/ y
    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
    . S9 k( B! I: M8 ?! y为什么?船上也需要淡水啊?

    2 m2 \! z  k. u7 j0 N/ L. w  @4 c# C# Q8 b' z: 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。1 J: c/ Z+ w1 T; D5 F1 N

    2 h5 O6 u6 X8 C! e& z- s+ U% i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
    9 V) u% x  k6 c& i# ~' M2 M, _" f# R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 ...
    3 O- U. J$ v1 O$ M. M
    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。; v6 u( X& O0 y# K& o( W& k+ N: J
    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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    [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
    # \7 [- t9 b5 i. ]! u, d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。
    ; |& v) p/ E, M" ?- j) t
      ]/ ^2 |" Z! i! Fht ...
    & G- M8 e9 |* T
    此处应该@testjhy  老师
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