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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+ }3 b( B2 U/ @) g
: o4 c6 X3 R! \2 F) `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。
, T; ?. t; I2 q3 v1 |- C3 C
. g% l8 C8 ?! `- v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。
) Q5 g! n9 f1 \' Z  `2 U* J- ]$ W7 |( T3 g! c) J- i+ M
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。4 h, i2 v( I5 q' P; s' y7 i
: G! H4 i  Y. \: w: f4 a
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。
9 o2 ]& d8 \, D! S8 D
0 T+ P2 T% o# {5 ^) e7 A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。* K6 C+ N* `& z# O$ a' H6 @, K  Q3 `$ g

. Y& t0 L1 w$ u/ ^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。: H6 U; ^4 u( P, q% g. q
4 ~  Y7 C( N- {$ l' h+ 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。0 k* p( e2 {% s
3 ^8 p- \6 w9 Y3 e; ]8 C
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。2 ^2 u: X* @( z; ~6 ~0 _2 @% h
+ Z- L) J1 c7 L: O& \* H* u
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。& c, Q' m: y8 C* e2 m! O  C

- |. i& z. \! @" r. A9 A+ P规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
, Y+ F3 R& i5 J- U0 o
; y. D3 s! c1 z3 b4 N& q; U- o2 H在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
. Q. q. Y3 S8 e! W1 i* l  o' W( T/ j, J7 l2 X- Y$ E2 d
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。$ A+ U+ f3 d+ z, Z

3 V1 e- m# T( D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。. c- R: S" c/ C. b& ~6 Y' r: l$ m. F
% K) S- O1 F% j# y) i3 d( p
这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    2024-11-9 11:44
  • 签到天数: 2166 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
    2025-6-30 08:53
  • 签到天数: 2967 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
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    [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。% }' O+ ^5 r* K4 o
    , P/ }* V7 m& 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。
    $ m' h1 \6 `4 Z' @3 R. _& ^0 j
    + w$ S% R* V% 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。

    点评

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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
    昨天 06:52
  • 签到天数: 1275 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
    ' v: [5 C( d( s- S
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    5 _! D! T% P/ E' W& u) s) b% C4 g这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    + o& L! j  A* d( ]
    ) ?7 E" v1 v) _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 e$ R8 f) [) n* A7 a6 S- b8 Y

    ( x" i2 F- K1 H+ R厉害。
    + o, F3 s" S* a$ i, r! ?# O8 i4 f: g
    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 19:026 Y+ ~& x9 [$ L! t3 W$ V/ j: Z
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 z" k& ]- R/ m% t/ `# @3 T
    4 f6 l+ p* a5 L* _+ 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 \  Q& K5 I5 ]  I; U
    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。
    6 Q: ~, g% |, f. I
    6 d; h) A$ }! f5 H  V3 [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
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    [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! g% J+ J7 j: }% }2 u: s5 w" @
    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 M8 e$ E! X& }6 J. w# R4 ^7 \8 u2 ^/ [: ^8 Y; N- b* ]- f
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ! q$ `0 i& K& P7 d  J
    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。3 C( f! M' X' _$ P, {  W
    / F# `/ N. @( g  b
    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。. N: s7 G+ a2 ~) F3 Q$ L
    ) M# H! d& `% n1 V
    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
    6 m7 [; [9 O3 q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。$ m- d/ r' I; K

    $ \* f! e) `- v6 w$ U* M你 ...

      X1 }# r) ~/ v4 L, ~* 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
    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& N& B/ h, K) {; S" T
    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。 ...
    3 v1 @. F7 L5 _1 u& Z
    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: g  ^' f# @  W) b3 k; h  k
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    ; h% j! I" |) R5 z
    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。! u" h7 N3 R* R: E- x
    8 ?* k9 v$ [6 T5 E5 ~8 @$ K
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    , P- T8 _) o& |4 f( {1 I& J& Q/ z这团队还有B站账号,经常发视频。
    + @  z" \( {1 C4 u# E; K$ Q- Thttps://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- U6 h$ \9 X2 D* j! M
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    7 D' {% i# O( m' Y
    3 _# ^/ s* e( n: z, {7 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 ...

    - d8 s! V, v: G+ K' P' s8 J& i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 10:18
    . Z- d1 S/ l0 }+ q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。" k( w! P3 t' n' v" f  O: ]0 h
    7 b! B# C& m0 Z" |* W
    ht ...
    # b! K! q( S/ f; C, x4 q; ?
    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* m8 F+ U+ `! [- }; p' ^) D% t
    淡化水上用不了吧?
    / w( y! \8 [9 V9 k
    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% e/ G) q5 m0 e  D* o. \7 v
    为什么?船上也需要淡水啊?

    8 {9 W5 i3 x# N# @/ Z: q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
    2025-6-26 03:34
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    [LV.10]大乘

    16#
    发表于 2022-8-30 02:49:10 | 只看该作者
    雨楼 发表于 2022-8-30 02:223 E+ N6 ]. L2 }" J7 h1 }2 \6 P" p1 d
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    6 P% c# ~* l+ G' n, h% f5 c
    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 13:499 ^7 S: N$ ]% ?5 G* l* [( h, ]
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    8 Y6 t1 I0 J/ A$ g1 O% R7 {$ C
    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 11:45
    - O. P& f6 B  J9 C为什么?船上也需要淡水啊?

    1 T: ^( y, Z0 W7 Z7 K
    . v5 r, v# J/ _% D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。! j$ {; J- R% u$ m  g$ N; N

    - F2 a; l" l( w7 Q0 _* d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& o3 b, O5 z1 ]' W
    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 ...
    : M' G4 l+ x6 o0 t8 }
    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。; J  h1 @: N) I; X
    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
    6 天前
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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 00:181 ?5 Z. X( x7 [0 d- Q
    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。' {* e8 C! R/ p  n* G( x
    8 @, h# V. H6 i$ d6 f& u1 b6 S
    ht ...
    . e9 t3 M8 @0 d$ ^3 @
    此处应该@testjhy  老师
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