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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 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2022-7-28 17:43 编辑 " E: M* z% n; K. j8 z4 F, O6 b
) S) d8 W% ^* l/ n+ C5 W
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。* I4 V6 L0 V0 S6 c  B! C  t) m

6 o# T7 m& G# l1 _% L7 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。3 Q! @2 t! a1 q4 C7 ~% [' C7 X

+ g6 ^% }* t. q. T1 N3 i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。" a, N) T6 g0 m5 Z

* i, ^1 L, m6 W: ^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。
4 S. i; ^3 l9 G# C; D' ?: P6 s2 g1 [( \& b/ H
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。
4 k8 R* S! n3 ^/ _( }
/ D0 y% M: W8 k2 {1 d+ r  k4 w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。4 ~8 @: s4 Q$ i/ H8 Z
/ ?1 y9 z$ d9 E% b4 I+ Z
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。
: B  u# o& b- L) H# G
8 {/ u/ C  P0 ~/ [% V6 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。
! C) S4 h2 x5 n( C0 ^/ \! R0 K5 c% [' h+ _- Z2 I! g: 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。
  y7 H4 W* }/ A. ?) f% C: k' F* P- c4 v/ t# @6 }7 v
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。' F7 w: ~* N" ?5 P* [  w

+ m( R9 }0 @+ M" r- @) G在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
& J% `8 t) S7 d) C/ f+ Y8 T: R0 E( J/ M, Z
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。0 d$ W. i8 I# K+ ~- g

; i  k/ o  h# g& j# |# c( 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。* \3 ^0 C! {5 j( D1 ?$ r

& c# V" l& ]/ x0 `+ N/ P. G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
    2025-2-6 15:26
  • 签到天数: 2928 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。
    3 V5 [' i+ T: X) |9 y
    ( ~4 f% ]8 \( 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。: Y8 n) e2 u9 g& I9 T

    ( }( B. Y; {' |3 `9 d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。

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    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
    7 小时前
  • 签到天数: 1154 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 . W& y7 z, L! Q! A: @
    水风 发表于 2022-7-28 17:02% I' w& r% z0 p0 \
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 C- [- Z: `, f, J" F9 A6 b% d; M% 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 ...
    8 r" M% A% y; }* R+ G7 T# J" H

    " ^: i0 g3 K& `# @4 T3 `, S, b/ t厉害。- r$ X% W  T8 _5 m3 p
    0 G+ ?- H7 F* _8 \8 \/ D
    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
    ! S; S$ U7 j, R3 ~! M) {, w2 O4 D这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    * |+ c, Y' I3 A( f& j# m. \6 B9 N8 O
    . G# m6 ?% g, z& A- z1 ?- N3 v6 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 ...

    1 J, Q7 [& {$ Z4 V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。
    * S# }. n- C8 V# \5 [, g
    0 ?* y. A% E, Q" v7 i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* z; A( a$ j. D# U" E: `% 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。$ f5 D- Q' b2 X* Q  L, @

    9 N+ z, q" \' G8 \9 t9 [海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    , W5 O5 u0 I" b# U0 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。. o( S' Z+ c& ^; t
    ( X1 J! p  `) {" t6 x: e0 e0 u
    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。9 o. l; }2 \  A8 t9 u

    2 ^: I5 p, Q4 Q- T; m: M( G1 `2 K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
    ) v6 B$ \4 c! d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。
    4 m9 g  _0 t% u# v# c
    ( B1 C) u8 ^! u; C4 S. N# v你 ...

    4 z6 `' k! O: s+ O- j' ^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
      f7 ~7 h. x/ E: J6 }. C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。 ...

    - E$ f& I9 ?5 n. e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 01:137 o. H: r! F6 q8 N) c
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    1 r: B3 @% o! e1 U1 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。
    # G. @' T/ u* T9 H0 Q' D
    " |5 d% V" k% E6 t; V5 Y4 I! nhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm0 J, y" v1 k$ ?. r3 s
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    # s" \( t: V' b( J% Dhttps://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* y0 [. @; K2 l/ P
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。. X: ~1 ^" X/ F3 Y9 o
    , h1 R8 @4 S, {: |' Z
    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 ...
    ( k0 t! n1 Y- 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 10:18
    ) `5 K- e( b+ K7 U+ z% o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。
    % Y& |& G+ t7 d4 b6 v: d
    1 _1 q/ A2 p7 @! Y; {7 A3 oht ...
    % ~; b. m, K6 _, _) _
    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
    2 M/ N! Z: ]" u淡化水上用不了吧?

    ) R8 x/ c. J+ \+ N7 f. R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
    & B9 c  b0 E9 c) l" b" [2 I) w为什么?船上也需要淡水啊?
    0 n  F0 z' i3 D! A7 Y
    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
    前天 23:34
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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 02:22
    ! L" b7 B" }8 f# ^5 Z& V吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    7 ~' k6 [0 @6 r/ {7 D4 l
    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  t# O8 S( U7 |0 W( ?  h
    水蒸气里哪有盐离子啊?

      d* U. _" b' W! Z' A2 F% q# f; w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
    7 e9 M0 X; r. N为什么?船上也需要淡水啊?
    $ O7 z! t% N+ I0 ^! a" H$ Q

    & S/ W4 }$ [- n' e4 ^; q2 Y  H6 B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。6 q' Z9 z+ C5 q3 O  y0 C

    ; }0 X1 {- Q4 a) H$ 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- u( J! E: D5 i8 Y6 d
    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 ...

    $ p1 {* x: e) L6 T8 p+ k! E  l% y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。
    ; ]( g) |8 y8 S; K+ ]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
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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! W! \1 V% A7 ]: R5 j: v# 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。& c+ M! ~8 P. h! l& |# i

    5 J1 f( Z9 G7 n1 K- u. aht ...

    4 ?/ m+ C( Q) C* z5 t% v! o# X, Y此处应该@testjhy  老师
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