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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 | 显示全部楼层 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 ' C: m6 N3 R; \" \+ {+ Z* `7 v. ]/ n' a

5 X) I- D2 v5 g( L, z* ?; v; }2 f* m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。
9 d7 }% f* {& V" D: W6 n( O6 a) N" x9 z: T' O
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。- s, ~- ~2 D* F; C
6 H/ j' d' b+ ^# g9 r2 V; E; 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。
8 b, `+ J& y0 t" f# X9 i4 W: W) j: r& }1 U
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。. y3 b& {* f6 x1 D
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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。' G1 I3 Y+ t; a2 t* v

) C: z1 h. M, b/ a2 e+ o3 p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。
- K0 Q/ {+ ~6 K& `. O0 h) U. a! \7 t, r
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。' a! X. R# L0 |6 A. @) l( {- E- o& L

- M9 g: P  n# \0 [5 y' w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。6 ]1 d+ M3 q1 v

) b8 L- y, k, {: y# V; k& C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。+ W( w# t, Q% q! @! z0 c" u3 ]4 |
9 F( {! r2 j' v7 P
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
& G8 z' D( u7 T; K
. P+ Q3 V" p. V3 _% X- Q在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。& Q: l( i0 N0 a. t
/ @2 c. e) q! q$ x  M
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。
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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。
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这事其实很值得吹一吹的。

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沙发
 楼主| 发表于 2022-7-29 10:35:26 | 显示全部楼层
水风 发表于 2022-7-28 19:02
) W' h: k4 o7 p! D这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。- ~7 @& ^$ D" p+ q5 l

. q5 |+ O! g4 _5 _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 ...
* F* o6 ~6 C; ?. a
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。" `. u9 j3 d, A* T. o  w" Z- u

' ?' r+ h$ }0 f2 J3 [0 q; |9 C% 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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板凳
 楼主| 发表于 2022-7-30 06:02:31 | 显示全部楼层
水风 发表于 2022-7-29 15:50
; c5 h1 u* F, ^3 r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。
8 n! A" \4 d$ z) b& D- W* E/ g# Y8 |2 X7 F& c1 Q2 [
你 ...

7 b& j4 a7 H5 s" Q' }# x6 g0 y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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地板
 楼主| 发表于 2022-8-29 01:13:24 | 显示全部楼层
景景行行 发表于 2022-8-28 09:41
" e9 J/ b' c/ J; 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。 ...

! t# m/ R, `" E: @# W( j' B% ~$ e没有注意到。说说,这也是大事情啊!
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5#
 楼主| 发表于 2022-8-30 01:44:41 | 显示全部楼层
景景行行 发表于 2022-8-29 10:18
2 A% F" }. u1 s" x* G  s! g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。
4 i* D5 i! ~6 R+ O" p! [3 t+ f. J
* v% c: i7 u$ {  L# lht ...
9 C4 s% z- I+ L4 c6 L& 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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6#
 楼主| 发表于 2022-8-30 01:45:04 | 显示全部楼层
雨楼 发表于 2022-8-29 10:320 a$ X4 G' f$ d/ R8 @+ F' t
淡化水上用不了吧?
. h( [2 P; J4 d1 K
为什么?船上也需要淡水啊?
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7#
 楼主| 发表于 2022-8-30 02:59:35 | 显示全部楼层
晨枫 发表于 2022-8-29 11:45; U. U9 Y; Y2 Y+ Q9 p9 q  I
为什么?船上也需要淡水啊?
0 G3 x0 H: L9 j$ r
2 R4 q( q5 J, m( @9 m
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。
5 G, [0 U4 ~! |% I1 n& g! x9 Q  H/ n( L- i3 {3 z+ O
水汽里盐分本来就大大低于海水。
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