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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 | 显示全部楼层 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
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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。1 i1 a  i, g; W7 u/ A  F# a$ V, E
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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。
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7 t9 m9 P( Q- z' J1 C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。' C$ B1 Z2 }5 Y# u/ L+ p6 Z3 L
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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。# E2 C% L$ z. y- w$ U2 P
- S3 C" w' }7 {* ~  t
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。1 f# A5 u9 k% E; p

8 e2 `0 y1 U4 t; |8 a- d; [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。
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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。
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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。" ?: T1 O# [& z3 S1 R/ @! O9 ^

' V' p8 b' K; W# X, z# ]2 J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。' p/ z9 @+ R; \
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规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。. h- E% r+ R7 E9 @& M4 u( H
$ q3 J* b9 Q( W# _4 r
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。# \5 I" K' Q) d
% }: l3 E5 v" G# r' m: A2 d
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。* v  }3 ]# C& |; F3 s) R

% `" G3 c6 m5 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。4 U  r. Z5 v+ K* a! i3 u2 Z
6 U; R- r1 j* I) `# A# V* }- u
这事其实很值得吹一吹的。

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沙发
 楼主| 发表于 2022-7-29 10:35:26 | 显示全部楼层
水风 发表于 2022-7-28 19:02
( e% X% l1 Z. ~% _这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
8 y/ B2 d4 v) A; R) z+ }. u" L  G, ?  w* `# N2 Y6 D  r8 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 ...

1 P# c0 ?. t$ O- F, F: L0 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。7 |$ }; P+ d8 X, G% I9 {* D1 T; V

: g& l# o7 h2 V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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板凳
 楼主| 发表于 2022-7-30 06:02:31 | 显示全部楼层
水风 发表于 2022-7-29 15:50( S* [$ v4 Z: a7 U! Q, `- w" V% C
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。
; r8 U, t- M! i" e$ D! M3 W: ?4 O7 |
你 ...

; j6 r* S3 n% d! g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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地板
 楼主| 发表于 2022-8-29 01:13:24 | 显示全部楼层
景景行行 发表于 2022-8-28 09:41
$ A8 z- k+ A7 x# a0 }( ]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。 ...

" Z+ W/ L8 O- i没有注意到。说说,这也是大事情啊!
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5#
 楼主| 发表于 2022-8-30 01:44:41 | 显示全部楼层
景景行行 发表于 2022-8-29 10:18
* ?+ p) h4 x( v7 q- T$ j5 j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。' O8 Q2 h0 }% b" m) f5 z) X
& |% {: H6 |- S9 R: e
ht ...
/ ~, e1 \2 }: x' F, f! 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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6#
 楼主| 发表于 2022-8-30 01:45:04 | 显示全部楼层
雨楼 发表于 2022-8-29 10:32/ G7 @' n" p8 M# n$ M
淡化水上用不了吧?
3 J2 X9 C' y6 S- n
为什么?船上也需要淡水啊?
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7#
 楼主| 发表于 2022-8-30 02:59:35 | 显示全部楼层
晨枫 发表于 2022-8-29 11:453 d! l4 u0 J, ?/ j  }5 L8 k! g( c" ?
为什么?船上也需要淡水啊?

$ W& G5 e7 d  l+ M, ^+ g4 c5 V3 o2 U5 K2 H8 B3 I
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。
" L6 R; W/ P$ z% S1 A" S  N( m
7 X) e. T3 N; x( l水汽里盐分本来就大大低于海水。
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