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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 | 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
6 i& M2 c8 D& d# h0 ~9 Y1 C9 {) f* c2 C1 E
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。
& H# g3 H6 q2 I7 b5 w; q8 A$ b; {
  `+ |) [# e& G* Z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。
. L5 B& i4 |* M- `
: S+ s- A. [4 _& U! 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。
5 e1 ]9 I) ~8 G: B( Q( c9 h+ F, z* [! p( z4 D
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。! Z1 R6 \7 k: S" s, i2 Q( ^  _( T

+ }* a, p; ~0 E9 F: x  J9 q- Z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 }) g& `: p9 B' L% M
; x6 {; n: L" U# f7 ~
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。
: ~  d, X/ R3 k8 G" E% d' A% G3 |* U( [, 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。# J3 j  M. T7 i

8 X4 }5 ]8 Z& s) a8 Y/ @+ F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。
3 P/ h% s( F- R1 X. h( ~# C8 L. k7 o8 P+ \% e: B" m6 n& N" `
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。
) Z/ d" [: C+ p7 Y- g; w) X; O9 d6 S( w4 _
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。" v- X) }% z+ Z5 \! ?

; V& P2 H- h9 s9 ^% i在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。2 G) R2 q$ l! D! s- ^% e
7 V0 [9 O8 _+ q
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。( W. k7 V; H% D( X- B5 A$ u
! L& V; s' s; T  b7 Q; 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。
6 X& d' w) e* C' v& J
& W, Y/ }$ K& A& q& S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
    昨天 09:30
  • 签到天数: 2916 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。
    3 B9 u7 D4 l, T$ J7 T
    2 J; z- {. i% h( J7 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。' M7 ]" _- W) }' W! q4 w
    2 p  s0 j* o- B, ?( q( k5 ]
    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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    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
    昨天 09:57
  • 签到天数: 1073 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
    / D' R% b, R: R2 T, l
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    , D: s5 g0 |% h' t+ |( @" V这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。( o2 I7 E. w+ X9 H* I. X
    2 S# Y0 v7 _& 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 ...
    $ n9 J( `  t4 {% D! }! T$ `

    * Q6 P" l+ Z& ]厉害。3 B) A: [  V* h' }2 k
    7 I0 G, p' m" T, L) G# w* G
    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
    * X1 Y. _& _/ P2 d# K* \这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    # }+ d* c3 J# l% _6 A, c% C9 l1 y( d1 p1 @3 j: I) 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 ...
    7 c' O) c; ]2 L
    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。
    . e9 ?+ w; X  P) j2 j+ C4 y% H; c% S) T& e5 d- r6 A" V7 c2 @
    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' v0 s$ S4 l: t( W/ M* 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 X6 ]2 t7 \2 M3 j' M  Z
    8 h" W& x8 u4 c6 A5 r海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    * ?$ d5 p) g! L: O5 u5 E
    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。
    * Q# T. q- `! P; }' D3 ~
    4 ^( W. `% k) E* f0 Q  C* j: T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。
    $ Z  J) a2 ^5 A) B1 o  t' j9 l! P: H& v" H+ }# \5 l  P
    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
    - l/ j# e, p' m. ]1 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。5 ]. K5 Y( `# T" ]" o3 a, \- ]

    " d& G9 t0 E+ D你 ...

    0 |/ l$ N; z/ x5 c; P8 X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
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    [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" ^6 D' z" R( S; D7 ~  D+ s
    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。 ...

    ' C' W: R  }+ @- m: `, |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 t9 @/ S: D: m4 Y3 N( n没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    - |! ~$ x9 }% }0 O+ 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。$ k" z  e  Y& p' w' N

    7 a- }  J1 M5 k, Z2 A* |0 c1 thttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm1 G5 h/ }: N- t
    这团队还有B站账号,经常发视频。/ [7 ~2 b% V; L" q
    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. O4 w1 A, B- Y& Q5 M' U/ X0 v8 n
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ; b) e$ M7 U' J0 G3 M6 ^( @9 _5 D, 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 ...

    + }: m8 j+ r% [- F1 x! o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
    * E+ p  _, _" J7 U2 B! W7 P  K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。
    : M( r! V8 V3 b8 R/ J% ~) N. E7 H3 R
    ht ...

    9 V, T8 B( d9 d# ]% @8 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 10:32$ T9 p# A+ F& I; v2 D$ a
    淡化水上用不了吧?
    ! }2 W6 G, r! f8 a
    为什么?船上也需要淡水啊?
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    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
    & p6 a5 N# u8 [7 ^为什么?船上也需要淡水啊?

    0 t. z4 p# Y0 ~! g1 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
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    [LV.9]渡劫

    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/ Z" T9 W. Q/ w! B! f" A
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    8 x) n) C* w9 @) c4 N. B水蒸气里哪有盐离子啊?
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    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
    9 x$ y: w) Q" O/ }3 X) @% l" M) A水蒸气里哪有盐离子啊?
    4 u" v" X( x4 a  X8 C3 n% ?
    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
    : F* [+ M* [, O% V为什么?船上也需要淡水啊?
    / t5 M/ p2 A; T: L2 T  [7 |, c

    * X- x! j9 e- B, {8 `! P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 X# d( Q4 r: b: R+ A! C

      ~( R6 i( n2 ~  |6 ]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! ~% i2 @/ G( Q& K+ o
    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 ...
    ( R% W* ?0 K0 ?+ a% m1 V  w9 Q
    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。* O' {% b9 w- b' q, T4 h4 @
    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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    开心
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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 00:18
    5 l. c7 t$ z* X& 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。
    - k/ X7 L$ I$ ?9 P8 x* M7 z' [2 @( n, X
    ht ...

    - Q' N! ?, ^( Q% q此处应该@testjhy  老师
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