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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
9 H0 o. |' B) m  S9 I% d2 @1 G  ]$ l7 j' ]
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。
+ f; d4 ~6 d, D" O2 U/ F) [( r  X# w9 M) A; P
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。
" s; F4 C; X  Z; P6 g
: P' R% E& Q0 G  O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。+ s3 P& c. U- o/ r, ?& B
/ ~; @  @, o& O& K4 N
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。4 `( }8 G; k9 M( d* R8 [

* J% |+ q' R  l( ~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 Z8 Y/ o# `" n
9 j! ?9 o$ k2 {* X0 h
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。6 I. e$ a1 A: s8 u! X% h
2 k( W& w' X& G/ I
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。4 Q, P" X1 Q) v6 U, Z

8 X+ o3 M' J  `9 _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。7 I1 w7 g( P! `; y( L+ u
$ x) j  a/ x7 t1 ^; m' L
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。  V5 y' V8 d0 x! v

( s" e6 A' Z5 r' C规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。# H/ }) G0 I7 e* d6 u7 y& T
/ c/ u2 W, |3 e  I; r2 ]# i. Y
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。% h8 C  ~  q  o) {3 F* a! T

/ s5 K7 {% }1 E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。
* s8 P8 S$ ^( {6 O- b
: m& W( {! y8 ~: Y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。+ B3 l. L# i) B1 i% d

. [0 l9 S& f/ P* b: W' A! Q  q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
    2025-10-17 10:12
  • 签到天数: 2968 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
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    [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 `8 s8 B4 H* C) W  F

    2 f) ?4 P% g+ P* g  L2 B: l8 a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。
    ! a( i; M6 ~: d8 F7 y' c; i3 ~& @$ d) N8 w2 |# `9 S
    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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      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 11:47
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    [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 p! L& C- S2 E# Y9 i* f
    水风 发表于 2022-7-28 17:02' I/ v9 k( o- e# s4 j
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    0 }+ B3 F' G& T! e4 l6 i
    . t, X6 A8 M5 N) \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 ...

    . f: B4 n6 S' q
    1 @) O! m& I! ~4 O! b, X厉害。
    7 q0 N, I- O' _3 [) G( l" J6 J& M/ P, E; x+ n
    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 19:022 ]( |# O/ s& T- r4 B. ]6 u5 I
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , S9 n+ L6 P  `5 k( J
    0 u  \7 s' \/ h4 ^3 d8 G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 ...

    8 z- U1 ?! f; N9 V6 o' C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。; I" K; S8 {: w2 c
    1 L2 z2 B. z7 L$ I
    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 10:359 T0 m* ?9 \% C- _( M7 y
    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。* Q: E$ u% w1 n' o) ?- I

    4 h5 H: R) I- o' p: v* T海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    2 p( q  l8 P0 [  R: R9 v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。
    # n0 w9 q* V$ j9 a/ J
      Z" m* X2 u; O: k/ x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。
    ! x$ Z) B8 o% z( c0 G0 x- h
    . V. f2 [! E8 G7 T) [, [5 a' [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- d/ _0 a) y6 h: i  G! a6 V. P1 `
    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 E1 ?6 k/ ^/ D9 t& s7 a6 y  p/ |5 m! E$ Z& L$ G2 _
    你 ...
    " I, O% Y1 o4 }' P
    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# i7 u$ \8 l) d$ a" O
    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。 ...

    - h7 e6 n: R9 ~2 R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 01:135 f2 z) R* x  E
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    8 V# H- v) \: g: `: @
    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。& h% a$ H* H. f/ V. E$ ~2 G2 v; K
    + z3 J$ x( g& Z& H6 R, ?6 S
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm7 o* h9 ?) i% z) \* P
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    # t- F5 S& k  Q. s% {* D9 }( rhttps://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
    ! p1 N6 ~8 F' S8 l: O6 |. A这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。4 _1 Q7 `* X, K
      m1 M9 q6 J& v0 V/ [2 g
    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 x6 \- k8 C* P1 _0 h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 f+ \% @5 \: b) c0 w! ^" ?1 [, v( ^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 P0 b  j9 d& d4 ^6 b; I2 U' v/ I6 d
    ht ...

    ! n  c9 g. k2 k. _$ k9 N# P& F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
    % ^: s& E" s+ i  ^6 g8 V淡化水上用不了吧?
    - [5 J+ j* g( K% h8 w
    为什么?船上也需要淡水啊?
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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 12:450 B" s& b1 H( F' h
    为什么?船上也需要淡水啊?
    2 c' q. c- g, i$ i9 ?3 Y
    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.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: z$ J. }: \4 I" p2 ?: q! v
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    7 |& {( `' j; B5 f* y3 r
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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    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
    3 U  c  Z) f# @水蒸气里哪有盐离子啊?
    # O  T5 P- K* A3 Y
    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* |7 u) ~5 n# R" u& c0 O9 h0 X
    为什么?船上也需要淡水啊?
    # C6 o- p0 m/ T1 z. w

    + L* C- t4 G/ Z; B& 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。' F5 J  B4 n! e! j

    7 g3 h3 V+ ]3 Z- e3 I: ]' 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
    ) N: a" ]6 g* d/ 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 ...
    4 ]0 _! H6 n5 i/ Q- r$ \% b
    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。' q3 n/ M3 e! E+ W
    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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    [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
    ' B9 e7 _5 \2 {4 L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。
    + v- M' \0 n, Q% D8 f7 s
    * I; Q  R9 C( V4 _$ d% M& kht ...
    1 L2 w' L; w; \1 F
    此处应该@testjhy  老师
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