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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
7 X, S4 F/ N) h
$ z; M4 d3 m% m' G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 P" j4 e0 j" q' ]; Y# R% r$ U5 o8 ^5 t( `: F3 {; ~0 }) u1 T' g
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。
" S6 }! y8 J- E. _1 E. X+ m$ P. O+ ^( U. p
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。
' J3 p$ T& w) u- W
; M, q( S$ z  r$ C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。- v  p% s7 v1 e

- T; ~0 D& t3 y& I. \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。
. n& y5 k+ v. G; T$ a! o8 r: i2 L" [4 S0 \
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。
+ ]) _+ l- {; k9 l2 t6 z
, q  L7 A! o" E* b' d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。
/ U% ~5 }1 p, n7 R
- k6 l) \) M) }' I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。. l, n3 t! X5 ]; ^) a* e1 L* n

" [# S! U. Y( r0 D* D% Q; 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。/ g6 T& I. O& P- W2 g, E: X

0 @+ }" Z3 z- z1 Y3 q规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
& \. }) J2 I0 s' H
8 A& u- U* M3 R# Z在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
9 H7 B0 f5 g; A; ~3 J
. a# L/ `- o% t: c1 T; n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, q  H# c! J# E' O* g: h) l$ [& s9 |$ C1 u8 @0 M3 f
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。
3 H# u( y6 z& t3 \3 a
; i0 @; T5 ^7 _' A/ i9 `2 e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
  • 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。
    ! `. m1 m( H2 D( G& C/ O" K
    " A5 h! T/ k) R* 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。( U8 F# O# _, v' |2 v, v4 y
    ( w" `( R5 H( P& c* G
    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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    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
    昨天 13:38
  • 签到天数: 1372 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 " _/ y3 t, B  H8 x9 [! J9 o
    水风 发表于 2022-7-28 17:02; k. t+ q! A" b& h. [9 Q4 b2 a, c
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 o) H- J) Z/ E- |

    - _2 |/ ^1 Y+ W9 e9 E2 w. H$ 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 ...

    2 ]/ l$ U( L7 h  F5 r' t! ?/ s) T6 D! U  k7 r, a4 B) M
    厉害。
    & M8 f/ m0 t6 N) [& p  W& h5 O" d, K: z; a
    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 19:027 r0 {5 e1 O+ u9 |" J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / Y! ~  v/ q" O$ S7 h8 ]8 m6 U1 j$ i* [) 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 ...

    $ j0 e, B3 S5 U& E% U; A: 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。# }! F; [) F' Y1 h8 k: _2 `

    ( @6 I$ V& n& a/ C- ^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/ O' h) K% H9 x. R1 t/ C& f  \5 v
    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。' z( k9 y/ C8 f6 G3 v3 [9 n
    ' J* \- b2 y3 k1 G
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    ( r# i- U: u% R$ 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。
    9 U6 b. z7 r+ d1 @/ ?9 q6 i
    : N( F: n4 g8 M! o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。
    . P9 u/ U0 b* X4 N1 I' U9 F8 a- ~" F" Y$ ~$ e, A9 d
    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" a0 ?5 h3 t7 d8 I. Z3 E; 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。
    ( Q; E% X  S8 g5 z( i+ U0 ^5 |' d! H* A2 }9 p: q& a7 l* p& Y
    你 ...
    + k7 g4 G% l" V  Q0 u( X) S
    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
    4 v  Y( x; [! e2 d7 l3 x- }5 l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# O0 f" y8 X- j. f$ M( N
    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 01:138 g8 }- ]; S- a' U
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    - K4 D6 _  B: G; f; S6 O4 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。& w9 m; m. B3 T0 g+ i" R

    % I  n& U7 {" U4 Y- Y4 m, B5 }https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    5 l2 K6 `9 h! u6 F这团队还有B站账号,经常发视频。
    5 A% m4 z& C6 l% b4 t: Y+ ?, \/ thttps://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
    : Y. }% e: [; e  T; q  j2 d这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。# f& y1 y1 O: L- f+ \- S

    5 U4 S# y. n7 [4 }" Q# 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 ...

    + F+ P3 q3 K1 J- `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 10:188 \/ j- c1 |5 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。/ F8 G" U$ g" `" _  g( l

    . }. Q: s# ~" u, wht ...
    ' z* f, j; a/ X7 e. n5 M- d# t- I
    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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    该用户从未签到

    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
    / p7 X4 A% I9 P! q* @1 c  k: X淡化水上用不了吧?

    ) U' }# l9 L7 `5 y* Z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
    % l4 m7 a- z/ e2 P, K( y2 u为什么?船上也需要淡水啊?
    + z2 _6 g/ Z, ?9 ~; Z1 W
    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
    前天 01:27
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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
    3 Z0 _9 t; _3 [吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    . F3 k- R) m3 P: h4 p! P. k
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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  • TA的每日心情
    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
    4 z( c+ p. r3 }% A* y, f6 I) u水蒸气里哪有盐离子啊?

    : ^' A% Q+ y1 m$ S. {- {; z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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    该用户从未签到

    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+ C( y% l, Z- K: ]# H$ D4 a- B
    为什么?船上也需要淡水啊?

    # d( A: L, L, T# I
    " w; p. l; f, z+ l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。
    4 [9 C, c: e( T' s) u
    % h  I" d) M& @# 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 01:442 R' b1 p# t. t; f7 }8 {" |
    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 ...
    ( p" U4 v6 m# B! Y& [" ^! r1 d
    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。! K$ F8 d& ^( n$ {+ e
    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 00:189 h, s* v& i2 C1 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。/ q: J: X  {1 G9 }$ B5 z

    % y4 v2 z* p1 o5 p& Qht ...
    ' B: @# V6 ?6 u& M* _
    此处应该@testjhy  老师
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