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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
# a' c# d  n' J1 D" [# q: l+ z4 k) M. j. N! ^: Q% A
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。" P1 o# W2 H) |3 }) T- L1 H

3 u* F! y9 p9 Q& f% i! 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。6 f3 M0 F  Y% N" n4 V7 |. u
' U0 Y. ?2 S& t, a- _
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。
2 t) g" D& J4 }/ j
1 j% u- ^9 O7 K9 }* ^9 g( 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。
' I' M. e2 Q! \2 a" J+ b, z! j" o: Z  p/ \2 I( y8 E/ s) F
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。6 M+ _, r) e3 C  V! r
* `  }- m. B; ?' d' r/ o
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。
+ X7 U/ E- g( w) `9 N" M5 P! L/ K4 d7 b2 Y  s6 S7 W; e' p
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。6 m" q) y0 F8 ]; Y2 r" C
: n. e' V+ u8 o% I" r
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。% v" ]( U/ v+ r) Y+ C
  ?6 A& H/ O5 V( |7 n' A
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。/ ~' g# R' |3 S4 e; d* d
" G- i& b/ [1 _5 m7 n) L9 B
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。0 g, h2 M. Z) ?+ U# G2 v
+ p! M) f9 J7 ^% a7 O
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
: r8 c0 s6 Z% J. _2 o5 [" Y* a
' \( D! M8 W* S2 \/ t0 b& p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。5 u- Y% T. Q. R% n

, ?( x# S+ K( S2 T% G1 D3 r; J# a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。
7 p) ^5 D$ s3 @. M$ S% i( x! Y  i0 |+ H, r, L  w+ u
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
    2026-3-10 09:34
  • 签到天数: 2971 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。; L) Z' Y% b" R& S  o( e, V2 x
    7 d+ \# `( z! d' w
    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。% \+ M& e0 Z2 f1 p

    ! z  K3 R* n. v/ m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
    涨姿势: 5.0
    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
    9 小时前
  • 签到天数: 1494 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 C- g2 T+ x9 k. T: Z
    水风 发表于 2022-7-28 17:02: N& P6 S4 Q7 l5 B# ]+ I/ d
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。9 M* N4 @+ B5 E0 a: Y
    & r* i1 g, V6 r
    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 ...
    4 ]* ~. F# k; [' w( H) R8 L* h$ c
    " c: c3 e3 |: e3 r9 n2 z. M
    厉害。: g- s  D9 X% c1 G4 j$ B! e
    - u# E: l/ _* ^2 S5 C
    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
    % `$ J+ H% m" o2 }. e* r/ q5 B  T这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    0 V" n( n0 _( W+ s! ]- q" G# D, V8 Q0 O& @9 c' E( S
    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 ...
    + l7 C2 Q- z+ b  J* v. y4 D
    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 Q! l7 }) s& F3 O# K4 O
    & f* k! o1 ]5 H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
    ; k4 t7 a( m( i7 B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。$ u& d& j5 e9 d. h& I
    4 S% k/ {; W6 i
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    5 `2 V$ w; @: W; D& }% u9 N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。
    # e8 Q2 V5 K+ c6 F6 w1 E4 h" g. J! N6 E9 Y1 ?
    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。" M" q, I) h+ N7 j3 a. [
    1 N9 j5 U2 X) V: i  _* _3 }( O
    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
    / m6 g8 i9 \' l+ {% }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。. J- n% d  x; c! r
    ! H# U8 i+ ?8 L5 p; O
    你 ...

    * ~+ _! T% A0 p2 j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 09:41
    / t8 ?' F. `7 A: T( M  w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。 ...

    ( `3 [) `! J& p/ [  q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 01:130 D1 {* M3 G/ r7 t" r" J
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    6 i+ e6 _! o1 h. v8 m5 @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。  w" h+ L! p2 Q' ~! E" x

    * Q: e5 \2 ~2 ~  O' L/ i# k- {) M' vhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    - P0 C* x! @/ o' H8 H2 g这团队还有B站账号,经常发视频。, s8 |2 p: ^% k! B0 L7 U  C
    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
    9 o  g. h; A0 W% ?+ H# r这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    2 Y+ l, W, G$ ~9 g! R3 E, W& {* s4 g0 {- r
    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 ...

    + u, @( p& P6 Y) k# G5 R$ R1 s6 w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
    5 h* k, O$ Y! U* e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。" v8 S& L5 t" o- o  Q0 J: S

    0 o9 P0 V" B6 a4 }/ P% Oht ...
    ) y5 O) _4 {$ |6 F9 ^$ 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 k' U0 n) s* y# X$ N; F* \. H淡化水上用不了吧?

    $ b9 A9 U+ B7 l9 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. ?& k0 s6 G/ i3 s
    为什么?船上也需要淡水啊?
    ) i  R4 q; d) x/ `  K9 ?1 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 02:22
    : I% W; [: R; }/ D: d吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    : Z/ \$ A7 J7 N0 o) n7 ^- z
    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
    " w1 \  _: B# n9 z) s7 U水蒸气里哪有盐离子啊?
    . e' _% H1 `. \1 {+ K
    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+ P8 z( A5 N3 z& D% [6 T
    为什么?船上也需要淡水啊?

    # s) k1 V: ^: K7 q( {4 [/ \3 }: i! T5 r
    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。: P* V1 k, h( h$ X# ~9 ^
    + v! L! _9 p) P* f2 y# q5 m& L1 {
    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 01:445 N1 G8 r: K7 m9 J0 }& c9 R6 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 ...

    / O: S! [2 E, _# m! c! P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。6 U2 F$ F, S8 `
    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 00:186 k0 |6 {/ r* b( I* ^8 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。
    9 ^$ z0 r: Q+ d0 z; ]9 _
    1 m. D1 c# Q1 B  [: fht ...

    9 y7 E+ A; w: p# E& p$ U+ p此处应该@testjhy  老师
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