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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
4 L8 ]& Q1 Q2 j$ Q
" K# R; f" I2 {4 n* 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。  w" h) l. F3 B) Q$ p* M) m$ y
4 f- _0 h5 J% T+ R- Q
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。3 b7 m% `; D. O) ~) e7 i

1 U; H& J( ?" _3 Y1 `$ \- u! t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。+ q% {9 r% H! J% }
6 F6 P4 Y6 W: l3 h, 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。
1 k3 {: a& [6 K% |0 \7 Z
8 q7 d( x* }7 b! V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。/ s/ j8 F$ p! e, D* @

& W6 N7 h) x/ m, O! N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。
* B0 W" N- a7 A2 L4 Z8 e$ v- s+ k6 u  w- W, r7 J; u* z" B# T6 S: c
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。
: n+ x4 n& ^- B; m+ G( l6 J; i4 Q; v. v3 |
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。, m; v% G; m3 G9 N# @

4 ?7 v1 e! s) X$ O6 N7 q! ^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。
4 Y( \  s% e6 y" U+ Q: [% U: y
$ M7 H3 @6 U9 c9 p2 y规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。" w8 W# A7 x  t; i
) A8 t3 W* l" ^& ^5 I0 Z8 P4 ^, r8 g
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
! X* A0 `2 Y2 |9 p+ n0 ?, W. i2 g$ ^" B
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。
4 T. u' A2 e% A4 u' Y. n* `7 h
' G# X. `% L" q4 U( Q! h1 a" t6 u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。2 M/ i% y- c, b/ z* @* W
3 E  Z- f7 |  }1 r! H# x+ T% [
这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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  • TA的每日心情
    郁闷
    3 天前
  • 签到天数: 2153 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
    12 小时前
  • 签到天数: 2739 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。
      P' }. b3 `+ f* U& C
    $ n2 }# ?- d; y7 k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。
    & W; T8 R/ X& _# N; P" u8 o- U& w6 g+ H& k7 ~/ B
    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
    9 小时前
  • 签到天数: 922 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
    4 M& `4 ]+ C% J7 R7 r% R5 r
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ! I' R) u/ `# M: U$ r2 P4 \  j. g这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. f$ P3 R" y2 Z+ {
    ' g$ y, D1 X3 K4 x' {% j8 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 f1 x# K/ g0 ]4 a
    ) y: y. ^; K- Z; M; \, Q" I3 m厉害。" f) ~; x0 l0 M/ F& T

    2 x  G1 H0 N! P! z( n3 S: T! w- s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- g; @$ S- g9 T# P
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。9 T. ]2 e1 @5 Z. F9 Q

    1 C$ G' e- R% ~0 q; Q3 |1 D; h7 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 ...

    2 K' {5 K/ E) h2 m4 j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。" @1 n6 Y& p# |5 T9 K8 x- _
    6 I) Q# X$ W9 D6 L' E0 F- n
    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
    / o2 r  T1 e5 X. M& n* b: E$ q, r" v& 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。; d2 A0 ~1 W  k7 _2 i4 g1 ?" Q

    1 d' Z$ t3 z# l海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    7 c, F8 u! z7 z! Y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。
    ; E6 h% n& |2 s7 w' w, ]
    ; d& M9 R* A5 c. C( w7 k4 F6 V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。& G+ V, I6 m0 P0 Q  u, Z

    # M* Q8 q. x* Z  v$ b( x  w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
    - N. n% G% z. [4 `) b) m, ]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。
    4 q4 e) I, f% X" T, Z$ m' S) A0 i4 [# K( O& }9 X7 c( \& U" ]
    你 ...
    $ O/ [* _4 G: ]
    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
      |! H, X; l. C9 o% d/ b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。 ...

    6 k1 H0 r% I5 @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
    / G& i" c- ^) m' r; B: `# z2 h, F3 G没有注意到。说说,这也是大事情啊!

      B5 V7 M0 b/ t2 @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。
    % y$ Q# {7 Q& u) H& [* R7 D( f2 T6 Y7 R, a; y
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm) l. `( ^8 E7 W) i/ V% }- s+ V
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    . M% W2 @% A9 o; f8 L- F2 Zhttps://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
    ' r/ h" @$ i: ^/ d& @$ {这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    % j4 n- \; C% \3 l) O6 n% C
    % R0 u/ R& o& b, m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 y( `8 W7 U9 d' K
    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
    0 R  E# z  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。# s2 B3 [$ _+ w% e7 E: z/ e7 V
    ; d# S7 T  o' _  i7 `5 ?5 g
    ht ...
    $ ?0 h3 n! M" O- {. c
    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( R3 |! \+ Z' j/ s* n$ D
    淡化水上用不了吧?
    - K( m/ p! A6 d8 B) ~& Q+ x8 D5 p1 C
    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/ b( o! R, s$ z6 o1 a( R) A
    为什么?船上也需要淡水啊?

    - C* |* G1 J9 L0 D1 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
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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
    4 A# y6 K& V& g9 d0 `吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    : n2 \7 M. J; V$ \$ P4 f$ F
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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
    & `0 j6 W' U4 L$ K水蒸气里哪有盐离子啊?
    # P9 }% L/ @9 e6 Z+ g5 X5 L' n& e
    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+ p! E( f* A2 @% b; H, W, S
    为什么?船上也需要淡水啊?

    8 D3 ]" S; Y4 o/ ^
    1 \. X% S. K3 y+ A+ f% N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。
    % ]" W) Q, F3 d5 ]4 J& l; p9 b- t, @2 d& P
    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$ G: x$ G- R* J- Y3 y; N3 }2 O" t
    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 ...
    3 t. W( k* m& [5 i
    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。
    4 n+ K8 E! i2 [9 P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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  • TA的每日心情
    开心
    3 小时前
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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
    4 k/ g# S& @8 y9 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。
    % }- g+ ]' e9 }* P- w
    & q7 ?6 ~7 _' v& V) p5 r' w4 R% Xht ...

    8 ]( f/ j0 A6 _! S) C# d& {此处应该@testjhy  老师
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