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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
* j- L1 ^5 G. S( m* \. u0 x) w# r1 @/ _: D& _7 [+ 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。
, G& P. h2 @5 u# W& n* K9 G, J. o/ c8 [! ?
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。& i- x8 Q. r& Q! i( H
. a; F3 r* j1 Y
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。
) K: L* H8 ~: u, T7 j8 M$ b/ y9 j4 P9 F# l" a- K3 f
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。! w. G$ T) F! r7 p8 {" b4 ~

' F; Y( J5 U( J7 d/ W4 @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。
: o' P0 H9 T4 {* v% A7 ?/ ?
: B6 [9 c( T" ]# H; x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。2 b1 N: `2 W6 ~' S; P9 q

7 L) j4 s! A: L$ R4 q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。9 x' `* x5 M7 u& P
0 x& V3 i. Y& ~) p
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。4 @8 s9 ?+ S9 g) V- `

) e/ ~1 j; u% K3 M7 v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。
) ?$ O  H* i' X* g3 ^5 k3 r; F" u/ P' `
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。3 i% o0 r9 l0 H8 y2 J

0 t4 j1 L% r# o8 T在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
  L& ~: j% h  q: Q! g+ t  G
! l+ o' @3 ]$ ?; A% F: 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。
" ?* N: P* X: w' U& O
. O; G* h) n2 U9 {9 \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 d6 v3 t; A5 M) v, Z: d5 @# }/ @8 a$ P/ P. [- 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
    17 小时前
  • 签到天数: 3031 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。9 e" |" [$ s0 C. O- L- |

    / J1 S% r0 V" {7 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。
    6 n- }" O5 v* h3 K; I8 s! c' _! X4 J" D6 C" ~, D; J
    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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      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
    4 小时前
  • 签到天数: 1562 天

    [LV.Master]无

    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
    + W1 f( m* d6 b' x
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    $ \0 G+ R7 m) K8 [! O这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! r$ Q( k1 E$ C7 u- W
    3 a9 o( a8 x2 T0 T' Z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 m; f$ P$ b1 Q1 L" ^2 ~1 y3 y
    7 d, P" q4 `0 J1 h% r/ p* e# h厉害。
    & C+ f, _! u0 c! K, W- [+ l
    9 a* G4 f- t0 ?% \4 a8 i3 y9 \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
      s8 K9 h* j1 y7 J这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    : s* c2 L, E  b- H* [
    ( s# s( r+ h6 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 ...

    , l% t! S, p: j/ @0 k2 y' 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。2 s' z: C7 X/ H, C5 A

    . ~1 O  i8 w- _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 10:358 Q+ L- \9 [, m
    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。
    . N' I5 U3 q! |# I- ~
    " P9 z; ^. g. Q+ V, F海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    - S8 V1 \: j( w. p2 K* C; \9 k4 j! b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。
    ; K+ g1 z7 Z: x  g  |- H* d, j9 B+ P8 M
    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。
    2 a5 T0 P1 p; }3 C
    7 M2 m+ x. T" t: J+ w+ W, s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& ]' n+ z4 q% h: S4 E; k# ]
    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。) f* {/ Q, L! t  I7 t
    9 r( x/ ?# ^1 W+ z7 ~9 l8 L/ R; j1 c
    你 ...
    8 z3 N% t5 {3 P0 s- T
    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 09:41& N& U' {, \8 ^
    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。 ...

    # d( j* }8 i8 u4 X" z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
    + K# B' x4 E5 W7 g: D没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    # k% ?. b& s4 z) P
    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 x) A( G# I: J7 }3 h, l$ V

    5 L; M  m7 w; l4 d. |" _https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    & h, [0 m7 t; M! O& \$ W这团队还有B站账号,经常发视频。
    3 e1 g6 r$ [( y% Y* mhttps://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 20:021 Y" W! B! T$ D
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ K/ o9 s) x% @" g
    , w  X2 b/ f; k, G1 @
    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 ...
    - K$ H' b3 _* x% |5 U0 ?& h
    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 10:18! Z$ T" y% l# w. r& j' W5 X! o5 s
    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。
    4 ], z$ ?! x7 ^6 Y! S; j3 Z$ N( J6 X
    ht ...
    7 ]2 M+ `  Z. n
    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
    4 ]; k8 y  W2 N5 I8 k" H3 l  a$ V1 p淡化水上用不了吧?
    1 v8 @1 E/ ^% W9 @4 E2 d
    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$ t" z. c; h! M4 u
    为什么?船上也需要淡水啊?

    % C% [3 y" u+ B& ~8 K. q6 A6 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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  • 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 02:22
      X( R6 U& g& S( \" \9 X4 U吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    & p: K. n& [, g, b' k( b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
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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% s0 j2 X% L3 M/ T. Q; O
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    " V2 p' G! N0 j; j- {
    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
    $ f8 J+ \3 k$ l, R6 g7 b- Y为什么?船上也需要淡水啊?
    " ~1 F( Y. k# c& U# z1 o" ^
    ' `4 n5 b3 \- A2 G( V4 A
    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。
    3 P' e+ z% N$ ^  o- f
    5 O: Q5 i& v) _" {) H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. b7 y: M! N6 K3 G! {
    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 ...

    / w- v9 U+ o. ?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。
    % i, A) t% O+ y: d  `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
    3 天前
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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 00:189 e# ]* s, a- D6 N
    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。
    * o% ]& M2 F* R( Y. K! \$ s, v( _) k/ p; \- M, c5 h
    ht ...

    6 I( r# A$ a! q' K8 \! b此处应该@testjhy  老师
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