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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 |正序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2022-7-28 17:43 编辑 6 P. q5 M3 A/ K5 t8 Z
0 E9 s( I. O) b. 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。
- v3 O  q! N! U* t4 U
* V2 U. \8 D1 Z- @1 ]" y+ q( G5 t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。! V* [4 `% ~) H# |  j: [

2 @8 d! @% C" D" P% a/ j9 P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。0 ?: Y" q# n. k3 x3 b

6 n! u7 o* {3 D3 l- f' B$ P! J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。) A* Z' X. ^8 {  ?6 n

7 A5 m, P; V) o4 U3 F4 c3 e. c, M$ k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。
  ?5 J9 _- N1 @% O/ T: W+ H8 S. @! S) g9 Q
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。8 |2 l9 T0 \0 p. @

9 x. W( o- j6 C0 J) D4 o8 S+ 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。4 g- J* z5 R' n1 i' i
$ `( S# b; i. \7 B( y! ]
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; y6 O; s
! E9 ?& L9 F. l& `
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。$ ?- @% a' k1 E: X) \7 D, C

$ d' G2 \. y2 ?- ?) b5 b; L规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
8 B' `3 k" k: e7 L" D# A# ^; F9 [2 g% h+ G$ u
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
8 b5 Y5 [4 o' j. U5 b$ M
. C6 ^3 t" ~2 U7 R2 N! i5 @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。
2 e2 j1 c, x4 T# r: F7 N! k
$ E3 a  y! g- Q9 c( d3 C" n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。: ~% P. E9 ?$ E- e
* H) `' `" [8 n( J
这事其实很值得吹一吹的。

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该用户从未签到

24#
发表于 2022-9-5 20:45:30 | 只看该作者
这些突破好是好,但是没法和软件,芯片技术和转基因技术这种等级的革命相比。
$ N$ s9 z/ ]" u8 R  h/ G4 z- n- E2 J' M/ l0 L+ I, `( n
美帝打败苏修和日本全靠革命级的跃进。
* ]2 Z+ t8 V9 Y" u4 b% W* Y7 e
电车觉得算一个。高铁绝对是。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 06:22
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    [LV.Master]无

    23#
    发表于 2022-9-3 00:17:53 | 只看该作者
    料理鼠王 发表于 2022-9-2 18:02
    " b; q$ O: A, ]8 L1 n等到在沙漠地区大规模铺设太阳能电池板,估计所有的问题都能解决。2 L# B3 X$ Y/ t$ g# b6 L' g
    到时候可能沙漠才是最好的资源,无他 ...
    ; K! A/ L* l2 C1 {
    是的,所以目前大量规划西北到全国的特高压。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 19:38
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    [LV.Master]无

    22#
    发表于 2022-9-2 18:54:47 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-30 01:448 C8 d7 B; I7 n% x/ Q6 N% z1 _
    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 ...

    2 @) ^6 z' s# z3 h8 K强烈抗议5 _! Y8 P: {# y9 X& `$ L" Z% }; D
    盐碱地得留着喂羊,宁夏那儿最好的羊肉就是盐碱地上养出来的。
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  • TA的每日心情
    慵懒
    昨天 00:04
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    [LV.Master]无

    21#
    发表于 2022-9-2 18:02:08 | 只看该作者
    testjhy 发表于 2022-9-2 17:04) b* ?6 k  f& K% l0 W# u
    谢谢,老财迷兄弟也提醒我了,我个人认为再怎么改造,也是表面文章,而种植是改变土壤本质的事情,我的朋 ...

    ) s3 \; e$ z) T1 [" e; W等到在沙漠地区大规模铺设太阳能电池板,估计所有的问题都能解决。
    $ J  F( H/ t! ?& R- i7 E到时候可能沙漠才是最好的资源,无他,维护成本低是最主要原因。
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  • TA的每日心情
    奋斗
    昨天 06:22
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    [LV.Master]无

    20#
    发表于 2022-9-2 17:04:11 | 只看该作者
    蓦然回首 发表于 2022-9-2 13:480 C+ p0 _0 U9 P! Z
    此处应该@testjhy  老师
    4 b7 G1 G' y% O: Z* `% U
    谢谢,老财迷兄弟也提醒我了,我个人认为再怎么改造,也是表面文章,而种植是改变土壤本质的事情,我的朋友认为条件好的沙漠(我上次转发的图片沙漠降水量还可以了)目前的技术已经可以自然种植了。当然如果加上低成本固沙技术可能是锦上添花。
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  • TA的每日心情
    开心
    昨天 08:45
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    [LV.Master]无

    19#
    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
    0 w7 p* ^6 S: n) A8 o$ {/ t9 t" 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。/ H: M4 F; E7 U4 C& }( L
    : M/ p% U% F% P2 A
    ht ...

    ; L" u0 W+ g. _此处应该@testjhy  老师
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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

    18#
    发表于 2022-8-31 23:39:48 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-30 01:44
    9 V9 f$ s3 a) T- V! V. ~6 _! d7 t2 S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) }% r: j# K2 `
    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。
    ! i7 ~2 t) W: q/ z* k1 d% @, G+ Z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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    该用户从未签到

    17#
     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
    2 I8 ]8 W3 l6 z0 M为什么?船上也需要淡水啊?
    - C* _: j0 ^! W, n) V' M3 D5 i

    + n: W$ @* R6 _; r- j5 b! s2 \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。* E8 v4 m8 b7 A

    / d$ o5 r& Q! T  i' a; _" b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
    2020-1-3 00:51
  • 签到天数: 71 天

    [LV.6]出窍

    16#
    发表于 2022-8-30 02:58:19 | 只看该作者
    长叶林 发表于 2022-8-29 13:497 {- T; T6 N, z6 @4 h
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    ; p2 A5 }% C6 o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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  • TA的每日心情
    开心
    半小时前
  • 签到天数: 632 天

    [LV.9]渡劫

    15#
    发表于 2022-8-30 02:49:10 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2022-8-30 02:221 Y) D& Z# N, o% j
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    * a/ o5 o/ `) j2 z! G! }+ o+ g5 K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

    14#
    发表于 2022-8-30 02:22:00 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 12:45
    " i  G9 c! @8 G$ D% {# [( E为什么?船上也需要淡水啊?
    / h/ d5 y( B, s" r
    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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    该用户从未签到

    13#
     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" _0 v) H5 k# o' R7 x6 C/ R
    淡化水上用不了吧?
    ; t0 V' n& Q+ U3 b. |$ o# `
    为什么?船上也需要淡水啊?
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    该用户从未签到

    12#
     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
    4 b, K" @" |* A! z5 N' V9 E+ 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。
    ! G, T0 v4 h" Y3 o- Y* g- C3 C0 r. p0 X& N% ?" u( B
    ht ...
    5 I* `# K3 {* A: S) T2 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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  • TA的每日心情
    慵懒
    2020-1-3 00:51
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    [LV.6]出窍

    11#
    发表于 2022-8-30 00:32:59 | 只看该作者
    水风 发表于 2022-7-28 20:021 U' H2 M/ O/ F1 b% E6 P: c
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    . P" ~; P3 [* I! u8 {
    8 y3 R3 L1 r6 E! z4 P) j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 C/ c9 P* A$ q, Q' O1 f
    淡化水上用不了吧?
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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

    10#
    发表于 2022-8-30 00:18:38 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-8-29 01:13
    , W! j- f# a- r0 h  P2 Q没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    # Q  n' p: X6 C4 x/ q7 m1 d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。
    : m* K  O. w" j! D
    5 B  ]- O+ m- y0 y+ _8 @9 C1 Rhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm: x+ H1 b4 T% `3 p
    这团队还有B站账号,经常发视频。0 k, N' ^6 U7 @
    https://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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    9#
     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
    0 S+ Q0 y! l* E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。 ...
    * n" ?& z- b5 K
    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

    8#
    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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    7#
     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
    - L) R7 N+ V9 T) I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。( Z- @& ^* f% s; n2 S4 N7 u/ }
    . T+ l0 O2 e) ^" [5 z0 m
    你 ...
    / y% f  W$ V7 T0 t. w( X
    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
    开心
    2022-4-16 03:01
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    [LV.7]分神

    6#
    发表于 2022-7-30 05:50:29 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2022-7-29 10:358 b' {" Z, g- c  N1 Y: p# f) 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 V: W8 g5 u7 S) T
    - q! G( n; B/ E" }
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    5 l: j  S  p- p' @, ?: y! r% i
    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$ Q% @( _+ P# L' e' P
    ; E4 b  O' Q! |. {: q. S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。
    # p  c, w- E7 A3 y$ P/ A, W
    ; x' }0 _- P% `. ^9 l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

    5#
     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
    1 `" B3 i+ ?. a$ S这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    % f/ ~5 S% r9 ?& C: I% Q
      U1 L6 H! t7 W4 r6 d" w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 ...

    * S2 p7 |& P/ c( ^$ C* j) D' N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。) l% M: D& T& N0 M& z+ D
    $ h+ b& _9 J2 F% W) W& ?
    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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