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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
3 T  P! t5 i5 v/ r
$ e, C9 d1 g5 f. V0 u% P% g  m+ f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。
3 s5 s  D7 E  G! W7 s* M( d# a9 M; P( Y: W. E0 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。4 C2 C5 G2 m9 w$ g

' W  l0 h& g/ x: 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。, \0 W$ t' l7 o: x- D& Q( P

1 H3 m4 j4 E: K" G. u4 ], Z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。& r1 k/ g& o" w% H* l% {

6 [( f! B8 D6 g% F2 X' 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。
7 C( N$ w$ d0 V( D
2 j! o' D- y+ J( T$ i( f  i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。8 b6 e, _* ?. u" g( \7 |4 |3 t
$ K* f" q8 W+ m
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。$ ?! K; Z+ \6 D. v# }9 ^+ X. j

% h4 l( L1 ]. W! a9 Y; W- `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。1 r. }) s2 ?. N6 D" U. `6 V- S

# \  V2 L- `' ]8 ]2 f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。. ~: G4 ~- X7 Q- G6 X, k

* w0 V7 _4 v2 X! A+ N规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
6 V. f, Q1 O: S" s
+ i* g; C: k2 x+ K/ \& X在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。9 a2 m8 B- v6 |( o2 d( ]; O% l6 z
; M" x7 b. x% G1 ~$ B
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。: ?6 T/ l/ p. p8 H- n% o0 b4 E

, w6 U. h: A( q! t) K% z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。. g1 l; J% ]3 T( G

5 v. ?: I) v7 v# F3 m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
    2025-12-29 14:41
  • 签到天数: 2969 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。
    8 L/ ?* p8 W/ [* t& m* B& z6 h1 g# A0 c* d% T1 `
    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。/ c+ H# b6 i2 |" o( I4 @+ e4 C5 y

    # {' s, A- O: e: U/ V/ ^7 ~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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    给力: 5 涨姿势: 5
      发表于 2022-8-3 23:44
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      发表于 2022-7-29 16:14
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      发表于 2022-7-29 09:44

    评分

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  • TA的每日心情
    开心
    前天 11:19
  • 签到天数: 1473 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
    5 J/ e5 i3 W* P( \$ A) }
    水风 发表于 2022-7-28 17:022 k; v4 H+ w( e. g, X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ Y3 J  w2 ?- b
    - V# n1 b% J+ k7 V, I& ^% v7 ?! t; o; V
    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, g2 P9 i8 H+ z% t

    : t9 [' R& b, [5 F& p8 f厉害。+ t! {% P9 w& m( w: L

    . B: i4 e0 f4 G/ q/ K8 x8 X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 19:020 P5 ^  O# x* x# j* u
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    : v: H+ [" T3 |+ Z& V& ~
    , J6 e' b0 V4 }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 ...

    2 l$ U7 H0 K3 m. z, W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。
    ' Q2 ]$ @* y5 z
    9 F3 m# c! h! H; E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: x* {- A5 Y. k4 N5 a$ F
    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。! z! ?  s) X8 b% i. v  E9 L6 f
    3 r. O: n3 X# {% O* G
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    3 {, Q. B- A- 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。
    ) y5 h5 g' E" h* i; I9 z7 ~2 s
    , A( o3 M% O( T; 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。
    / `. R( {9 P1 ^. N, y8 u' @% b* H9 M8 U4 k
    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
    $ f0 f0 z" E$ N6 S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。
    - _# o! _; ?4 I0 l3 S: Y8 l6 S. `0 b1 w/ z$ a
    你 ...
    " V4 s" [/ m: }- c5 E4 x2 \/ D
    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 09:411 S" S- U, W6 @: e& k: z
    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。 ...
    ! W5 a: B9 s' q2 ~# p. l3 ~
    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
    ! w! `! ~1 J7 J: V没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    4 _- V/ d7 `( m, 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。: ^' s# W2 |* b+ B0 @2 D* i
    $ R( h9 R3 B$ _) t9 F
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    8 H- f: C. H3 p3 @9 _这团队还有B站账号,经常发视频。
    6 k) ~; F- t1 i9 zhttps://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; u' J  }0 p$ v  T6 Q( n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。1 S1 l% k- Z5 j: E6 G
    0 W' `' R0 K. D* ?! W# R# l
    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 ...

    0 n  Q) i. O& Z3 K: l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
    4 x6 M/ _) O1 R* A7 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。! Z& J; W% b4 G3 R+ c* O  l2 }

    $ ~& _! w% d  W& W" R8 s& R) K" qht ...
    2 h+ ~3 y! h8 q2 \- O) n7 Q
    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! b' U8 {- n  d: K/ }9 x
    淡化水上用不了吧?

    4 t, L$ w  E8 X0 c' O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
    0 }. F& r1 b3 [, H% k5 Z  ?) L为什么?船上也需要淡水啊?
    # i% y0 U1 {2 d9 ~  L1 q, ?
    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 02:222 \3 a% v$ N+ s% [5 b
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    3 m( X  m9 R$ f4 ?. Y' O
    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 13:494 i. y& g# }2 a: u/ Y
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    2 a4 J3 A+ ^8 I) 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
    5 Q8 y2 G* F! W. `# H* d为什么?船上也需要淡水啊?
    9 q) o" x; i  G0 u
    8 e( y: R) w, b( y4 W' [
    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。
    * u( y& n$ ^" u7 c3 a7 q) j7 M# p4 \; ]( l  N. h$ u0 y8 ]
    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* F" x& n2 ?- t' @/ d: u
    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  L8 p( t' }7 }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。
    1 ]& G: d8 N0 S  I% x- v: h# y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
    5 天前
  • 签到天数: 1965 天

    [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- C# I" N3 a7 R
    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。
    # |# d! W: @% t, L* T9 e  \1 a5 h) y  a% |) R) t" T: [/ u
    ht ...
    ; e! g6 f/ l5 k7 n: q" ], q
    此处应该@testjhy  老师
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