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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 9 P. Y9 O; g" L+ S& W0 X# l0 {
  z+ g* K6 H" Q5 d0 e
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。
, _# g- s, ~5 C& M  k4 K% O6 ]% p, ^+ \6 T, H$ u/ ^5 T' y
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。' d4 Y- E2 M) q3 Q0 R8 B& A/ g

, M  }! w3 w, W9 a- k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。
1 u3 q1 Z0 f3 \. q8 \; C1 O
4 S/ Q( b" x' V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。
! k! D( F  x  Y2 K# u6 c" `+ z9 |' A4 L1 P6 F& i
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。
$ C8 G. f# e" y0 l. _
5 V7 |+ Q! G% n1 l  V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。* j+ E4 Z- q3 @( {& S0 h

6 U% t5 u" k/ J5 e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 E4 f% {" M7 y. d9 ]

% W5 G; _) z5 v" }. C, L/ y( i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。
5 K# a5 Y) t1 z/ N* O7 Y8 h+ Q  y3 [, ]0 o  b
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。, N2 W" `, Y3 e6 v

3 F4 k; B7 S9 B规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
6 u- r2 l- M! q' A% o4 f. o2 a: r- a/ F; v) r! u
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
& @. a. Z' R/ k5 Z9 \! _- I' e
  I" r; B5 j0 @2 a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。9 n! A) M; @$ G% a, U8 g
2 u, Z3 g9 a9 m) P# k. ?) Y
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。
0 _" N# R+ F/ n4 K
# ~9 `  N4 [9 j- _1 n% S. h6 F" Z这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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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
    7 天前
  • 签到天数: 2969 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。$ Y, K: A2 F6 l& {& |0 o
    3 z. @5 S% ?/ c. 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。
    & k( Q) H9 F& b- n/ o* f; J7 g# z+ Y) v& n1 \
    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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    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
    2 小时前
  • 签到天数: 1424 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
    4 j1 ]7 K& Y2 D& Z7 H4 h
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    1 p& `1 f; _. s+ Q# i6 L# G! U这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。3 ]9 J0 i% |! s9 j$ r

    2 Z/ M0 x" q- M' ^, {8 W: 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 ...
    3 p8 T1 P# z+ x7 P

    7 A5 a9 R; ^( d1 z1 e厉害。" a5 q6 \6 J! A# _& R  e
    " A. j7 |' s& B. p/ _
    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
    7 U/ p! O; `2 f) a5 u, r' F这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , ~/ [$ v/ r/ x3 \. P
    8 U1 t8 i+ ~0 b/ ?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 ...

    " |/ z7 y5 g! E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。
    / d6 t; n1 J& J6 k- b
    5 {% \) U; A6 G1 q1 }1 O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
    + o4 s8 j1 B% l* K4 p% 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。
    , ^" E; W, U6 X, a, |1 d6 X7 x( L1 N, k
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ! |0 Q5 b" B4 _& 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。
    ) E/ O2 F' l' ]
    4 A: V  t( J3 ^: c, @' x4 `+ M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。3 R, C9 r! h. ~" a

    5 ~, u% W5 z, U6 l- I3 y4 A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 15:508 `3 N1 B4 i, _6 F
    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。
    - g- |5 H' H& K; f+ c: i7 X* z6 ]" b* u, |8 R7 f  _
    你 ...
    ' O' k2 D; F6 M) x$ c( {/ D, i6 l
    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
    . T2 n! p( Z$ p8 \3 l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。 ...

    , L' w& i- ]# T( l$ B  A1 F. {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' f" V  }( @; K# c5 L
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    5 \! X+ H) j% u) s  C* k. Z, 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。* |% Q0 G" {# w6 Z% N
    0 G% i  @3 ^( p4 _+ u
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    , t- P4 T  B# I这团队还有B站账号,经常发视频。3 i; U8 X6 F1 H2 H
    https://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
    ' U# \$ h- e3 \4 H; v这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! A6 C6 t; C& J; H: f9 Y

    ' X/ [  B2 K1 |7 x1 W" A3 y. g- k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 ~6 X2 r' p! I3 g
    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* G& D6 k8 m+ R: U* r: U8 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。8 K) W6 p2 S  B% N  q% q2 O

    ( }' b  o3 `3 `6 V. R' m* cht ...
    ) B9 [; |/ J1 c3 W: Q; w8 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/ ?1 w/ j" L6 k' a/ s$ i. r3 X; z
    淡化水上用不了吧?
    1 h) O$ s6 S- l( _- S
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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
    & V# W( _" J. I, h- I" w9 k/ \为什么?船上也需要淡水啊?
    * S1 V, z3 v8 O' E( _
    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
    2025-12-16 22:24
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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 02:22" M6 |- b- ?9 K, y2 k5 l2 n
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    1 R/ n) Z+ N9 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
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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
    8 J( f6 R4 `* f0 s2 X$ A$ d水蒸气里哪有盐离子啊?

    2 y* f& c9 s6 X+ T, z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
      C' }" G3 v7 C为什么?船上也需要淡水啊?

    ) j% x* L/ h* b8 a& g2 u* \) n" y4 y/ ^; `/ w( h# t
    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。
    # y  ]1 f. a+ ^
    $ D: P% \+ B- G2 ]9 h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/ J0 o$ P( l' f% ]5 u$ e) x7 G& @
    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 ...
    ! s8 c8 b. n) V# F4 ]
    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。7 n- ]0 N% p) n6 V4 H. n$ U# ^
    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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  • TA的每日心情
    开心
    3 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 00:180 o: @) r: _2 X
    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* ]& j, X4 @- D
    1 F+ r) \, u8 h2 i& H4 P
    ht ...
    * |) {7 L6 y9 `0 R" f3 X% ^5 R5 G
    此处应该@testjhy  老师
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