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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 : d( ^% _8 y/ m  d. T

; i  Y0 g* e, r. N# ^1 t3 H3 o+ A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。
! S* V2 m' Q* w# N! k+ i0 j2 B2 r0 D$ W& t5 B2 p5 u, ?
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。
0 J' v. R( v, D) h: _, v! }2 j8 x* r' c: p  z, u
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。
3 t+ W% v  [' A3 c& K5 e8 Q0 z+ o! L
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。
* f! ]2 X& M! D6 O
3 k7 n; X) u4 w0 F! 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。
& Q: y# o3 d; s& T' A9 \9 G. u
* p5 {4 K0 X' O8 x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。7 W# o# I5 c8 A' k6 O2 p

* }: }# B5 B* P, K! c' Q2 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。# i8 Q& @5 s( f# E* d, b

% f2 q0 u. G5 U; Z* @9 a1 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。
$ X4 @" M# [: k# ^! z5 f
; D% b" i4 e" f% l$ i! s$ F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。/ x, \) ^  W0 k  B% ^
! }, c# m; p  ^* ~8 |
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。) _  i5 F! N6 }7 k  f1 M3 n1 m/ M

' f  G" f; Z- L% `# [在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
0 S8 x+ d- |. a! G5 C) l2 o, {7 z$ s
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。
$ Y7 R; x9 ~9 A9 w/ \; g
( _6 O$ b* v( K9 g; D8 Q: P6 E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。
* B( w1 g! h/ y# O  [' \2 N) J- g5 u8 K" Z, q, I/ h$ n; b
这事其实很值得吹一吹的。

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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
    20 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。
    - W2 E- N- @9 d* e8 N5 z6 D' w0 b
    1 X: c; `3 a, 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。
    ! b2 L+ J. M; }4 K  q! @  \/ w7 \5 A. c* v( w: G$ ~- ]8 Q
    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

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  • TA的每日心情
    开心
    17 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
    ( E- G5 i. N; f# r/ x& J4 B: {9 R8 {
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    1 O5 b4 ?# M, ^# j% H& k- X( D这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 W4 c, @& W! F$ l$ q  O" i; @2 j# }8 |3 {9 p/ B8 B' 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 ...

    4 ]& H# x; ]6 I! g
    ) G; N5 B9 z6 Y6 r8 B厉害。& D) {6 C  a$ m% P! w
    ( i" h' V% u+ q) t& X! R7 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
    ; N1 v+ _: j; M. V1 d% w/ {, N- T这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ }, V4 w, C3 w9 S
    : h" t& [  t: ~5 t" O8 |
    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 ...

    $ ?! W* z7 |, i5 A% Z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。
    ) p( w7 d$ }6 N. k; A4 Y% Y( ?  Z( ?8 D# ~8 S2 ]+ |
    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* B; F9 D1 W1 Y  k4 g( [
    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。
    - |8 ?( \- t0 I( M8 L
    / J/ m7 R9 a6 i) q5 S海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    & V2 Q2 i6 V  `& q0 B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。2 _; ]5 ]. w9 M( }2 J
      @: r7 D6 P, W5 |
    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。+ I3 ^( r+ `" D( [) F7 r/ M9 j

    $ @8 A0 q2 y% o5 o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
    ; Z/ c: |, O+ {5 x2 k4 \- g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。" U: C7 O: b+ |9 Q6 W
    ; Y) U& N/ n( ]$ W
    你 ...
    , F& l  b& G# m! r( M* |
    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( b0 ?$ r$ {4 N. H' N: `) F
    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。 ...
    * g- s- d+ u7 `: C
    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
    ! w5 l- J- V: ~, q0 J没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    " k0 K  v  [4 P0 d" s+ \% ^" N- a
    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。2 q) I6 n, Y: I* h7 p
    1 }& D( A6 @. u6 O6 _, |5 V4 j9 y
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm  z6 \% K0 C, ?
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    + b. |0 n; a1 I( Uhttps://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
    : T$ Y: W/ B, z& a8 L4 X' v这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    / h8 K7 z; y4 Y( h/ i) a- _
    + ?$ `4 w% }0 V$ 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 ...
    % G: \6 ?0 I. ?* k9 a' v9 @
    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
    ' \7 ?9 d/ x6 n; @8 u: O( n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。8 M" X7 |$ X% J1 \5 c  C0 e

    4 Q! x# T7 t& F  k( q, hht ...

      l, F: x, v8 C1 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/ ~) L8 d2 W- Q- O1 i( Q8 e2 r
    淡化水上用不了吧?
    0 P! S3 S# N6 z, @
    为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    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 12:45, s% z  N: h/ I3 v* A) x$ ~" [
    为什么?船上也需要淡水啊?

    6 X  ]: P3 I9 i7 f% a& M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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    [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
    3 E# \5 S( N- G& H: f' F( t; q吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    8 Q) g$ V5 o( Q( P6 P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  y  l; C* L+ u( @; v
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    % u1 ~# ?: y5 N5 c- 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
    ! X+ K* G4 H8 Q/ @$ Z为什么?船上也需要淡水啊?
    , T5 u. l% J1 w" x; s4 h
    " P6 Z' Q" T/ g1 m+ d+ C6 F( ]
    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。/ w2 n; Y2 i/ K" L- S4 x" @/ [

      N6 {) Q) `: X( h- q1 s0 x0 S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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    [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: b2 ^# V: c5 x) F( l6 @
    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 ...

    $ `% {7 v9 X" a" k  N/ ~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。! r$ f) K' M! C9 p9 ^
    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 00:180 ?, X) m* M: F8 b* H
    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。
    2 A* M9 _" s! M& ]4 |: d  l# j1 o4 M4 ?$ e9 |6 O2 v( T
    ht ...

    $ x" Z# z1 w8 O! {7 T) K: O4 V5 F此处应该@testjhy  老师
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