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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
' P3 a# o$ O& V) G3 `0 i; J4 U9 q' g9 z- f/ ~7 z' C
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。
, V# x7 o9 l" E, q! z4 X# W, k: M, r. T2 m
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。
) A& N' [3 [' ?! r+ A! b/ E8 Z! o/ E1 f5 h4 t- o: z
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 S' ]# w  N9 a/ V( P
2 o& H% m) I; f* `& W) \( 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。' ~( h4 s1 ~: @$ t2 D  \: I
" W# A. f6 v# }: n, G0 S
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。. g% @4 W+ F) k

4 L' M% ], m; s$ |: p9 r! I5 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。- N. b: C$ b: [# S/ Y0 F1 Z

, _# h8 D4 t8 Y% o, a8 G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 H  T( `: [  Z+ _! K% r) `9 K

! m1 ^! r  G" u0 o: E7 n/ J. S% {3 U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。( E, F/ B. ]4 l' V$ D. S# _& ]+ c

2 L, D7 ^2 z! `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。( k+ `9 E) d" v( }3 Q" ~+ y
5 E# q3 b; w! a
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
+ ]- x3 ^7 W9 l" ?
# ~( J, K! r, k. M! T( _. w在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
2 e) x0 H# e* j. C' z# {$ m* ^4 g( [7 V
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。
  o5 x: U  E; u; ~  x* E* J4 g4 t* }+ G$ y8 s4 v" d! F0 z
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。& P3 K7 R; @  T, x

1 D/ N6 L. |" D/ ]5 L9 q这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-3-20 11:55
  • 签到天数: 2152 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
    前天 19:08
  • 签到天数: 2734 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。. x# g# V3 V! p% M

    $ P! g. h$ l# k, @& `8 ~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。5 y  I8 L9 e# G  c2 V! W' m
    8 Q0 W* G$ D# q2 I* d, V
    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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      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 13:09
  • 签到天数: 921 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
    / K9 U5 ?; I  a5 @, R& v+ @. I( P
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ! ~. c% d% V$ F* K# o  J' n+ h这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 @3 x. s9 w$ V2 |' h5 V8 M
    * ^5 L( f6 K2 S; K0 ?$ 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( G; X8 y) _5 m. C3 X/ J: b

    ! _$ W) {) \' H0 h% K# [厉害。
    9 Y% Q2 S" q4 t' t- |# V3 k' k6 F3 O; f" N9 W* n* 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
    ' i2 ?6 ~) ^' T7 q: O/ D$ ~9 \( ^这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 K* f/ R0 r# ~6 ?: L
    ) M5 F: |4 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 ...
    8 n' @, o! E4 W2 l# m! i
    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。
    , I; H& r% J7 p* `# i$ t
    ! y) g4 F" z% u; H" I" L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( {3 G* a4 P) G; F. _8 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。8 _7 F2 q% r& _5 `$ w, c
    . B* w1 q; F6 A6 X
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ; K1 I7 ?# U2 j; d' @3 k0 o
    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。7 c' [4 i0 B* v* _# P

    ; ]0 B) |7 K2 L- P. 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。
      j- c0 n4 b. _& L4 d- ~7 S
    0 }% d$ e. e) s# v; Q: C7 i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
    + _1 W/ F. R. n6 S* }: L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。
    - o; @( c5 P' v# Q  Y- d: f) p& ]4 {3 Z* [
    你 ...
    2 K9 w- ]" r2 m2 s6 U% I; {3 e: v
    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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    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/ p# R% {+ q' K1 x) w' `6 s7 m) |! n
    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。 ...

    ) f* u; n* c; R; E; x% U8 X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 01:13
      N% j9 n' D6 n4 E7 V0 d' j没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    + l" Z. x# I9 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。* N. @* j2 |* U6 ?; _5 w5 u& q

    ; `, b$ F# Z% whttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    9 |8 O* T. @) p6 W这团队还有B站账号,经常发视频。
    1 I( F& U! ^/ n9 @/ r% E0 n% vhttps://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 20:023 q. ?- N! {) D. U
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    9 v+ ~0 b3 v* S/ Y: Z; m) ]3 A: K; 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 ...

    0 j3 L$ [: u) ?6 p; k  d淡化水上用不了吧?
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    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 10:181 ~$ t  A9 |) O: Q7 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。7 I' J: M+ P: j5 G' E
    : G0 c( e' o. e2 s
    ht ...

    . X* T  x' a" }: 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
    ' c( S; w6 O( C, K淡化水上用不了吧?

    5 s' k5 Q1 I% N: {$ e8 y5 \为什么?船上也需要淡水啊?
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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: a3 W8 Z% s- t
    为什么?船上也需要淡水啊?
    $ P. N9 j2 Y$ ~: ?, s5 P
    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
      t' d5 N, E/ p/ e7 |吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    & O# I$ s* O- {, c. m6 b5 q
    水蒸气里哪有盐离子啊?
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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' P' ?1 c1 }" V
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    " m& u2 x0 C  l/ c9 j
    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 11:453 X3 m6 u  I% m9 T! K; l
    为什么?船上也需要淡水啊?
    6 a! l5 N0 p. |8 f4 p! _
    5 d9 ~3 B3 n" \% \4 {7 m: V
    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。0 [$ Y0 [6 v  }/ I8 E0 \4 B

    0 ?3 C4 }2 r! G8 W5 M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
    8 l) y* F- b5 r; O0 \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 ...
    % n" Y" k0 u0 c% k3 n% 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。
      \& U3 I- t- Z( J2 ^, ~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
    / U! S: g+ N2 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。
    " O- G  R  f& m7 T: ]! ~& i
    6 z  L& Y- E& y$ u. A! d+ k: _8 iht ...

    , u% U* m# w1 D0 R此处应该@testjhy  老师
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