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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
* b4 S) S3 Q3 U( w; _9 s
: g" [, x0 _7 V; v5 j, P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。
; b$ s0 u' V7 v% h; {5 h2 Y: B9 s. R& e
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。2 T6 z  |, X" Z. I
: F) Y% x) j) T9 X- W
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。
) v( \0 T9 n: ^% v' f3 c( h" M, I
" d6 P2 m6 X2 w) F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 S- @* c; n# f3 @* N9 Q( o) A( y1 r7 a& p* ~! k. H7 M# \" j: ?
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。2 H/ }0 B2 O# `/ P8 H, `$ {' T

$ Q) f7 S7 j7 u- P. \0 ^' 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。# c& {' `4 v2 \2 c3 X

- ?4 n! r9 M2 h+ N# a3 J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。
' \( H4 [8 g2 g8 r5 T1 ]- I" ?* v; ]: Q# W+ Y3 ~: q, G; d
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。# H1 ?. G+ {4 o6 m

& Y7 ~7 Y4 ^" S# I' W3 w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。1 I3 j- h: E* q! V: w& i" ?* m& I

- B% C' [2 q. w; }规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
7 k; T6 c: x' V9 {
% L! J0 v' `* w: W, q/ T在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
7 e3 p  v. Z$ B/ h6 V
! J3 V2 h# h! X  O/ n" 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。
  Y) O% a1 u" Q  J/ u6 k8 Y4 i* E0 |7 C8 z2 x0 l% E4 V
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 t' r3 ^1 k; Q, f( p' D$ z
: Y9 \" @  W0 o4 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
    14 小时前
  • 签到天数: 3047 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. u$ s; w8 z8 e1 ~# U/ e

    8 m( X, n/ m; J, L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。7 D) n) o" C$ J( ?" V+ a

    ; v& v1 h1 P) T$ {1 \8 g. l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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    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 05:37
  • 签到天数: 1578 天

    [LV.Master]无

    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 & q8 J; e7 ]+ I* {" c
    水风 发表于 2022-7-28 17:02  \% k( n" V0 o2 Z  o
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 a! E5 c) m, [5 I7 k3 I
    - ^' C2 J3 |2 B5 x. R7 s  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 ...
    - C/ f& m! x* z6 Z  s& I

    : b2 ?" J: s5 i7 Z3 z* }# X厉害。0 A. }, Q; ]# S% t9 H* j

    , E# R. a$ e. \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/ {) r# D2 e* F- {7 P
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。8 T* p0 u( D& b0 c
    ' v+ p4 g3 E3 f0 m# t
    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 ...

    6 f& O& `- A8 M1 t2 S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。' H8 _) d+ v/ ]: q! t& i
    6 A  h$ u4 o& e4 U( k6 O% E6 _# U
    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 s( m8 t4 j/ T3 e
    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。* C# t0 q  }$ a1 I1 S# e0 M' u

    , ~- F0 ]& V7 j; d6 {/ u海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    6 X' T- Y! Q8 M7 v( n) S
    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。' ]# n# Y1 m2 w3 l2 i" B; O

    9 A: A1 A. x7 s% F' r; @4 a) L6 R* ]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。
    - c$ S: k* h! e
    ) a' J; o* F$ R/ C+ 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
    4 y' l" e3 t- j" k8 H' s' 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。/ m0 E+ \8 e" C, c, z6 w% ^
    + s0 l( n* O% o! \; \7 ?
    你 ...

    * ~' g# ^' Z& J9 h5 [  @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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    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' `. b9 b( V( l6 Y7 q1 P/ S' x$ 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。 ...
    / v( V# C# B# o0 r6 B3 d* J
    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 01:13
    ) Y, n3 R; x  o+ O+ S" b没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    * o* j9 _' q+ D& a# x6 P8 T
    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。& D0 I3 ^6 _' ]
      L* @7 n6 i4 ^9 r& U" y
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    5 O- F0 a4 C, n5 l; k' V这团队还有B站账号,经常发视频。
    * C+ n8 m# V. |5 n. l, q% Hhttps://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
    4 k' }$ H3 \' C这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! m; X" M( \; y& q7 |5 J
    ; M  w+ U2 M) d  A" C5 \- k" H
    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 ...
    . F9 \  F$ P7 |& G8 [/ z+ Q
    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
    2 B! W7 c" s5 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。0 z  N) Y( Q! l1 p8 G/ B# m
    4 m$ V& u+ g( p: U) z( o8 {0 J
    ht ...
    ' i5 q% m. e4 P3 z4 S6 b# 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$ v5 ]6 W. \- y+ A
    淡化水上用不了吧?
    7 s6 |$ o. s) j" t( Z) V
    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 12:457 ~( m0 v& c; g$ x
    为什么?船上也需要淡水啊?
    0 V; N# s! E3 A% \5 h
    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
    $ y: t, l8 N% E3 m% h; }3 |( X吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    : }7 b4 S* W* t  c( g. M, R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
    , \6 L% \$ y5 |0 h* s; @+ B/ q水蒸气里哪有盐离子啊?

    + {. F' U  K4 v  }, t: D  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- S; j! Z& q, I/ H/ M
    为什么?船上也需要淡水啊?
    + F" c1 w, g/ {' y( K) o+ \! o

    " _% P1 f0 j0 N6 F2 B$ h- E! T7 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。
    . b( ?# {. \* c. ?7 y& r' F3 f) k( C
    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
    3 g' R' k$ i+ \2 T# V, v+ 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 ...

    % q) Z. U9 N9 `+ 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。
    1 k7 t  J5 d! C7 X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* d! n# v* T* B3 x! Z; j6 E: z
    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。
    " S: s# C$ d% J) n
    % U# N+ D+ M8 ?. m7 {# k8 m$ lht ...
    , W" b% @+ o6 |. ?+ }
    此处应该@testjhy  老师
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