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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
) U  e9 k4 b0 Y7 Z' L) l  Z" I5 \8 u- U- n: e2 R/ t2 I/ R5 {
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。
! h9 Z6 ?5 q) H  E
1 w5 N9 d. z2 H9 o( T$ {7 a) x3 x' 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。& {( x- ]+ T4 J# S
: ^& r" z4 @4 q+ z+ q, K! s
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。
! r- v6 ]; x  y! C& R
& M( K7 H' t/ b/ V8 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。4 D! z! n( u4 p+ o

- r3 V$ ~4 T' g$ j( 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。9 |1 V# l( J! S2 S% E. [1 S* y
% ]6 O" x! F' U& \% |, @
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。+ [: v2 v6 ]1 d. T, W
8 u  c  a7 @) R) ?  M! {" c" q, K
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。
5 V4 B+ K& N+ i" `0 o) a% D% x; S+ }5 }0 E
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。
' q1 f, b- D+ b9 V7 \+ `% L" K5 v) U7 U8 H0 l3 j% n; s3 {- s, j
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。
% O$ v  t2 {: `' S: U6 m, R: c# S
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
( @  D* Z" i5 T, H' z/ l! I: y* R" ~+ y
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
' E" P: _: Q8 x8 O. i' d9 ~0 E* P$ Z! D5 _6 j
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。6 D! Y4 |1 V+ a3 K, b0 s

* R% ?8 _% [8 i# {( l/ }9 `9 Q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。( n0 [" N. Y& l2 X' K$ c9 B
- y4 [6 C1 U6 Z; N$ ]- P
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
    2025-12-29 14:41
  • 签到天数: 2969 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。
    4 H4 ?+ _1 c8 f& ]8 a: C
    2 ^; R1 d- O, r) r8 K1 F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。
    & H  g) h5 V$ M& M
    # h& g& [5 a  K/ Y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 15:15
  • 签到天数: 1452 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
    . f. A) p( o- H
    水风 发表于 2022-7-28 17:026 v) O, E. t5 r' O) N
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 K1 w+ t6 `0 x5 C
    0 L  q* J0 |% k5 ~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 c# s# P9 U. i8 ^# ^

    * j/ ?4 @. B' C% L  `4 P  |# d. }厉害。
    ! |0 t) }2 C5 C' D! X  P9 K
    ; ?8 |, h- ^* U; g( Y9 ]; G  `$ T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 19:023 l5 n8 d4 v$ m& b
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 _8 g3 C8 T/ W  c" C9 E
    9 Q! S3 E7 i$ Q# k9 e3 [* y
    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 ...

    , X) T( u( T& a: [/ 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。
    7 S: ~9 x5 K3 U! H2 h
    % o7 s4 _1 t( `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
    9 b; _% v5 ?) I% L. p& 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。
    $ r+ j2 i3 |2 V: n& W5 U: [1 K* e# [( z  M, K# f+ \
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    2 b2 c4 |9 w+ t* u/ e; L" f
    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。
    , Y2 B$ O: o/ l& G8 G6 l; U
    5 R7 `2 J& p; x9 N: P* R1 j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。" ]- I# v9 z2 X5 z; S

    : }* n+ X/ e! n* ]: R1 g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 15:507 L( O" X, g3 Z
    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。
    ; F9 m6 q5 Q$ X8 {9 ~$ l1 q" R( \* i8 f: }: y
    你 ...

    2 X1 O, Q4 I  o7 u8 i/ R* D! 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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    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
    3 O8 {' E! f" N' M2 N( G. f2 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。 ...
    1 K  {) ?* Z1 e8 |
    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# Z9 `) S- p6 Y" {4 I
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    : \- o: Q9 |9 E1 Z7 K; l4 L: ?+ B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。
    $ d! H9 z$ Y6 ^9 }6 l: S8 C
    7 v. j# q' a0 D9 dhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    , A/ k/ q$ ^. E4 l这团队还有B站账号,经常发视频。9 o1 H+ e" z, o& L$ e
    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- _" c4 @0 ?% C% r' O3 n( T
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。, L& L' x; U) c9 i

    * f% D1 O* ~% u& {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 R( X1 Z& K3 u  t9 O  F
    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; f1 I; s. @  m7 |0 b
    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。
    / @1 \; U8 r, |% P
      \1 r& j* h" I1 ]& l. E- cht ...
    ) h5 W  x0 C+ ^4 n. Q. ]" q2 x
    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 10:327 J) ]& k$ n/ m+ h
    淡化水上用不了吧?

    / h& o5 N5 L4 e4 d9 r& s/ u为什么?船上也需要淡水啊?
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    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
    7 W9 K, ^" N; E( D为什么?船上也需要淡水啊?
    ! d% W# k/ ^* D$ x# i
    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
    2026-1-23 04:02
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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
    0 |. j' R* z3 C# B! T- g! ^- V吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    7 M6 n- o" F. u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# M7 f9 k: x" ]
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    * _/ N5 z% l( T; N4 R- 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( q3 }/ ^' Z- j# J! h
    为什么?船上也需要淡水啊?

    % g5 x0 w% F7 Q2 Y8 d+ c
    * z2 y  y! E( D2 s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 x9 D! [7 H
    $ s+ {1 P. V/ T/ j: V水汽里盐分本来就大大低于海水。
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  • TA的每日心情
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    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
    ( Y7 i' H! \: x: y& 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 ...
    . E! W# X' J2 f
    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。
    " b0 j) }* B8 F! _7 ~/ a; S8 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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    [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
    / i6 w/ Z; i2 Q+ G6 }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。
    . T6 n1 L" x; [8 M0 \8 A
    , n' A% g( B1 o0 L2 O5 M: ~: Ght ...
    / k' P6 o6 w# Q" _: t
    此处应该@testjhy  老师
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