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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
" C0 c0 G9 K4 p' D, Y# V2 ?5 P2 Y; I6 |5 l  G- M# q1 C- P
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。% Q/ r2 S3 y4 y
/ p9 i# Y: o3 F5 y  v; v
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。& t7 `) \0 k3 y, f  c/ C
) I6 @# C: g/ C. ~5 X
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。- V, F8 J8 a& K3 O9 x! _

$ v6 V9 M5 u$ P4 P- A6 ?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。; }; s2 m! W- U& J  K

; c7 E' I0 e$ O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。
# C( w3 X8 `/ V8 }2 ?2 l3 G' m  C) t. `& G$ [) x$ d/ C7 G
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。4 k4 A& I7 s) H- t" |- S
3 q4 ?( D) H4 {/ ^0 N: B
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。
7 D: ]) o4 y3 b' P5 a
( L$ r, q) \) }0 b0 I6 w, m9 ~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。# a# `# c( w. }8 Y) }2 \7 w9 u
, _+ N3 u3 j5 t# q, T2 W0 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。) ?5 O( w) g' Q- h  }

2 e7 l) O% G) i规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
5 a( ~% }# v4 c6 @# [; M% F; r$ T7 E/ W
; f/ I* z0 ~% a8 Z- ^5 _, U在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
. \/ y! b. b6 v: J$ _& H. }6 o- P7 k9 ^+ 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。* H8 @9 Z! t4 {  P2 S; X

' A2 l9 k  U2 a! j& r! B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。
  a  }9 M$ m. H, Q4 u- C5 C
- H  y2 R* m" b  E$ v这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 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
    2025-6-30 08:53
  • 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。
    0 h9 k! y8 x! ?: Y" `
    : A5 ^% V* j1 b: Y$ r, n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。. t* T6 w: l: b/ D
    . a. y8 w: H) [! F$ E) D
    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
    昨天 12:35
  • 签到天数: 1278 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 0 F; T! w9 H2 b( r
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ! ?8 v3 u% ^* Y8 M$ k: A& N这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    3 Z" O9 K8 s# O: L+ h3 `) [. g, S/ m' _" k* 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 ...
      f: x% w; a: E. a
    - V1 w5 t. n( I' z8 O! t
    厉害。3 `; n( @$ h9 [- Z( [+ @

    + G; O3 Y% B4 |* Z2 d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 19:026 |' h! b* \& f5 _; J% k* ^5 u
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    7 n! q  t) F- C, M  ^# O
    ) Q3 [+ ~5 X0 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 ...
      R7 z+ k& D4 f/ S0 d# }* w! L1 R
    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。
      [$ v) E: w. J0 e( @( @( ]
    - v3 n" O4 S# X% T# @8 R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
    * A* \8 x) m/ K" ?' a1 k- 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。
    + j7 u* ~" I2 e: [8 k9 v3 s0 H* u' D- p$ @
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ( I3 ^# T5 ?; i" P  ^" \* W. A
    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。+ @( l$ N8 s( b* O
    ! I! f/ _3 a4 E* Y
    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。
    ) Y' O0 z5 k- h9 J* z1 L
    . ~! D& ^. h/ N) Z0 z$ T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 15:502 b1 v" S' A4 E4 h' P* T
    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 i" @) }& P' C5 l

    : L' G: D; `  ?& _9 \) s+ \你 ...
    ( H8 y, F3 \9 ]# v7 [* e% g" 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
    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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    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 09:415 a# l: y. K% d& v
    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 X, f. _. t/ b0 \* z" W$ J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
    1 g; A1 }0 L) j2 z" u没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    4 g4 O& u  D" U6 i  z9 K0 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。
    ( a% n1 q5 b3 Q7 W4 ~5 E( r4 t2 Z: Z$ Z. u  {* T
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    ( j, U2 ^/ J# J* \/ w6 E  B这团队还有B站账号,经常发视频。5 ?# p9 u4 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
    # z! M3 j, y3 Z' ]- P0 D$ X这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。* k- @/ _) N  S1 V+ ]

    ) B; ]5 e% U. ^* n$ h0 p+ V6 p8 n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 t5 i/ T8 y( `7 ^. m
    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
    " `, `- D, ]- O" ^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。
    ! n' c( f' s6 b. C% e1 s
    . M6 z4 J* ]6 M) Wht ...
    ; B$ z; C, I' 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 10:321 t: g5 t- m  g* t4 L
    淡化水上用不了吧?

    4 ?: @; I3 @& V( o为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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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
    ' x$ _4 o) |: b1 Y/ F/ P为什么?船上也需要淡水啊?
    - R2 X) E# v0 k- n! p, j4 `
    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
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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 02:225 j! ^" S7 f$ T5 ^2 P# o
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    ) k' }2 J5 R. ^' |
    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
    8 [$ z3 z4 s9 \% \水蒸气里哪有盐离子啊?
    . z( C- g6 `8 B0 @, e7 {/ Z- X
    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 11:457 T$ P3 S$ }* f4 u( H  x
    为什么?船上也需要淡水啊?
    7 o- q6 I" Y" E; h0 k
    2 a, |9 x* P; U/ S9 Q. ^
    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。9 W' i8 r4 r! M1 a

      S8 g7 G" s$ F0 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
    5 |" a/ A6 C9 ^  ]. L8 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 ...
    9 D% M) U8 |7 p0 S/ 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。, Q3 q) l% t: x5 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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  • TA的每日心情
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    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/ |8 y1 R7 C$ 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。
    , i- `7 t2 C* ~* e* {0 s4 \
    : f* E5 [4 u6 L3 ^% Q" {ht ...

    ' k3 a4 r  j8 O1 B此处应该@testjhy  老师
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