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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
# W, A. I5 T- @: u
: c# o; [- [- S0 T* S! m# O: A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。
& c' p" X2 r# {. P5 I/ [+ `# V
* G0 u# S, s: |" S, 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。
( S( c0 P* D2 \: r1 t- P
6 Z% q+ M9 `7 B, q* i/ 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。
/ Y0 i1 \$ j* l/ H) v5 J3 _, C; }% `/ L, \1 P: O# A: N( B8 E
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。' c' Q+ @" D- ]! u$ m# K9 o

  g; B: ]( m% L) R3 V0 V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。# i, a. C  m/ C' O
* d9 f. T, _* T0 W( i- 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。0 r; n1 w) l: m. v. s. @+ @
( K0 @+ F: h: Y# A  t+ y/ {! V: 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。& Y0 U4 O5 j$ j6 @$ e
+ E7 V6 z" x+ l0 F
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。
" E8 k, I# B' r0 l0 ]" m
! P, s- t- }% u6 P& j8 Q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。
) Z  z5 |# V, V2 o" F8 v
! E, S* [8 ]0 X0 t! d" f- k规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
5 y% Y' }3 ~7 G4 V% g1 Q, ]/ ?. c5 j/ J, o) @: o6 T
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
! c* X2 q! I8 o+ l# `2 T$ @
- Y: p' i  d# n% 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。8 h6 a( u- _3 f) o" K
8 j$ k2 j$ z5 j8 e9 d1 ]8 l$ M; r
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。6 h+ E& c- f/ a5 T3 i7 T6 J  \
- u0 B! [9 n" q5 j$ h# _' C% s
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
    2026-3-10 09:34
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    [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。/ f  f7 h" ~! k; J& J
    $ ]9 B. ?* ~# ]2 q( Q. u
    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。8 c. q8 s+ [5 y1 X* O5 I
    4 g/ K, K5 J! y  m" r$ c
    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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      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 13:12
  • 签到天数: 1483 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
    % l7 B. T3 G5 G, ?; m; X/ I2 D
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    6 n' Y* B2 x7 T7 i3 Y. }这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 T3 P: o6 k4 E4 k5 g
    ) d6 x# x) |  ^; w. m! f5 ?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 ...
    9 c' w0 m$ p+ f, L" \! X  g: @
    , V# S" i5 q3 V, }) v# j% c" A
    厉害。" s( H1 ?1 K  o! @! h3 {- _$ |! R
    6 ?& p/ l: `( u% e: `
    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 19:029 X8 [: M0 u6 d% h4 O7 V" M, D
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! U) Y* U) y4 m& L' S- E
    / b9 b+ a8 I7 [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 ...

    ( d6 k1 p+ h0 ?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。* F; }4 E: y$ {2 [

    + ?# n$ v  @9 g1 j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) e% Y2 ~2 n1 _; A; t
    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。
    ) R0 E' ]2 ]" n  d9 a7 K, B8 E# V* D5 {- C
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ( ?: f* L" y5 F/ r: w
    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。' t! b- ]7 [# I7 @) o8 A
    ' M& o. C# ?4 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。
    5 }8 D7 V) q/ S8 X& `3 F! I) I' U: l8 C
    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; ]' A2 N8 Q8 e2 S4 e& Y  j7 K
    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。
    , B9 p9 v$ m/ G; m$ N. N0 E; x: V6 t* N( s5 i8 j
    你 ...

    ( L8 {* c" h3 o9 d" F( I: ^" f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
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    [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 09:412 Q; k6 c; X# I* M
    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。 ...

    2 K- K0 }4 T) A8 p: C! D( h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
    . r& {0 B7 l& \9 B* r. y& f0 {6 t5 r没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    7 C( E: L' \# a% O0 h4 g% 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。/ E' Q( ^) d, s- X/ [

    & _* i: q( G  j1 L1 Ohttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    9 @; k2 U) j% K/ l! r8 _, G6 t$ j$ b2 c这团队还有B站账号,经常发视频。4 a/ r8 G( r+ E% M* x+ l
    https://www.bilibili.com/video/BV1YY4y1P7Ak
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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

    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: G- p0 K* u) O$ b) ]/ ?
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 H( p/ v, ?, w2 R* k

    ) W0 z8 R, E! P/ U* V1 r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 f9 ^( \" l) @. h1 x/ ]% M3 d
    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" K- e+ S% N/ T6 `4 \
    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。
    ; q& o; Q* N, ?5 Q0 Q' x- d7 m( ?/ \
    ht ...

    % ]. @$ `; \( ~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
    3 J0 m/ N' h0 k5 \  s, a# H, I淡化水上用不了吧?
    9 U1 h; W' H( [* A; W5 t3 S: l
    为什么?船上也需要淡水啊?
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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 12:456 d0 h3 ?4 i& H7 w/ r- a: B: L  Q
    为什么?船上也需要淡水啊?

    7 l6 j9 y' x" m& G! M5 {8 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
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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 02:228 ^7 N  ]) a0 E/ \9 l6 {% |$ l
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    / |) N0 R: t' G5 v' h  \水蒸气里哪有盐离子啊?
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    慵懒
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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/ G+ k0 V6 h
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    9 z5 A8 k. ?, M8 o! I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 11:459 \; ]7 ?% L. u( N, z
    为什么?船上也需要淡水啊?

    $ o3 s. d5 f: I! v0 S
    7 D9 g% E6 m& [5 G7 N) \5 c" ~8 O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。  X5 }$ a; S& I" W8 o/ {

    $ D& ]2 }  }( @: g, b( e; v) @水汽里盐分本来就大大低于海水。
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  • TA的每日心情
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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. Q7 o9 b, H8 [- e' 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 ...
    " J4 ?+ u8 T0 B+ o  h' G' u
    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。
    : t% U/ j1 ~+ D( `: l' i1 P- w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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    [LV.Master]无

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    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
    - F) J# T9 g2 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。
    # O/ Z# A+ |3 |' a
    9 n1 m7 B, r/ l) ?: nht ...
    / _' i+ |; v( Q, Z
    此处应该@testjhy  老师
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