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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 * j/ ]. h& ~* {7 A" \4 q- X

* P* ~( m9 f( \) s! y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 \( ?1 w# u9 n! D3 |6 k: s, c0 ^4 f/ F8 E# ^, O& a# {
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。9 H  B$ d; T) ~4 W

  q8 G9 E, u* c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。
5 d) V) h, s. w; F2 x/ d$ X2 l
; r2 k1 {% l1 ^% 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。$ c9 i4 N9 a1 W& z  v) V

# N' B# l6 R& ~+ h1 U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。% d6 l' s1 D9 c6 V
, ~" v; C: J' O) H- n
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 j& w! G$ K( z1 ]4 B

4 N4 I7 f% F4 p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 }) F6 v' P/ Y' f5 j

* y6 U3 a% }) w& ]) P: k+ N8 ?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。/ V9 ^: N. p: q, h; f  ]0 ~
% u/ |: V% B) U# n/ p
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。1 x' ~: u+ @) h9 b  e

, ^2 ~7 Q: R# ]) J/ ]规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。9 l/ Z' [$ b6 o
) \) v  A1 v- P2 j
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。  d6 }9 z$ h& G# O6 e. R

; b1 c- \9 n" s3 U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。
6 G: e6 P3 r7 K( A5 h* q& L( `# [' }2 y$ V5 R" X
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。) ]4 \5 T, \; q2 U  F, Z
! w+ b- @% B. x7 I
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
    2025-10-17 10:12
  • 签到天数: 2968 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。0 M7 F2 D0 z  ~4 J. y' S. W/ X

    ( A/ \- B* i3 }  s* }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。
    + O  i1 G; l/ e0 C. D5 W  B. C8 U. D" `
    $ [' M  O4 c: f  {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

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  • TA的每日心情
    开心
    7 小时前
  • 签到天数: 1412 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 - s0 {  ^  p, L% u8 U
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    : R& d. d: _5 U% r4 [( k; J这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( v4 t# Q+ N  m# N& I4 i! h; V2 u0 ~* h  |+ c5 q" K$ m3 }
    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- q, g  G, a% y/ [4 A% q9 `8 ?8 ^
    厉害。8 I5 @  B5 G" M

    ; W" C* \1 V6 B4 @1 V! A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 19:023 f2 f9 m7 E; h, Q: d8 v
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - V/ _2 O+ C1 q* G! ?0 t5 j% Y( Y4 N+ y+ j! @( q- N# 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 ...
    0 ]0 n' ?- ^5 @; Z  }; \
    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。
    7 O" ?0 K+ N4 x# o: v( i& H  M) M7 A$ g' O+ e! h
    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
    ( v: T" d" W6 z1 ?9 z9 E7 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。
    3 Q# X. H) j0 ^$ v* M2 P; I
    6 C- C, u* Y& s4 I2 h1 _- D海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    + Q0 P1 ^) l! u5 I/ v; C3 N% A
    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 x& m" j& E% I! u* I8 m) \; h! F- g+ I( n! T- G, ^' }' 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。, @! [$ t+ n# b

    , Z6 f! w. c2 G: n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 15:506 k7 p1 W8 }6 e# L$ t) M
    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。. B3 D8 D( s, Q1 D

    ' c7 U- G$ l# f6 R你 ...
    - [# G  ]5 @5 J( m2 P
    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
    " W' M6 n. q- g: v- n9 v; A, d2 J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。 ...
    ! x0 c4 @0 V0 V& Z& J3 g; S) w, i5 g
    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. ?( Z6 ~3 b* _+ s
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    0 Y2 e  m) C3 r0 `* o2 N9 ]: R) s
    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。
    : a* q3 X. T8 n* A
    8 I4 W) S6 t  [6 Q4 {. e2 |3 Rhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm  S! I! X: f5 w: i, A
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    2 b+ S% F8 C  e# N; B9 O, M% 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' y9 B+ e6 U* A
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    $ E  |! y  f) d6 V
    1 ^' [/ E  Q0 ]' 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 ...
    5 {" e# d; d# r. b* i, R; x& J
    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
    9 Z! l+ G2 |) k! ?6 ~% k) l( K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。
    7 Y. ]" `$ d: R" q7 `
    $ e$ `1 z' I, L/ B! J. lht ...

    : G& }# v6 i2 K: |8 n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
    9 d7 d! G6 A8 E/ }5 U7 e淡化水上用不了吧?
    + F. B+ g& W4 }; r, E+ \
    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 12:458 i9 O4 U$ D- ~! ~! M8 R8 Y5 y0 i
    为什么?船上也需要淡水啊?
    & V3 L( M& B6 `* D( [" m/ T) l! N4 o
    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 02:224 l( V. k7 p# f+ k! p, X
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    + ?* }1 v4 s9 p* p/ n4 z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& l6 s* b0 e' s. L' ^, D0 {
    水蒸气里哪有盐离子啊?
      l/ I% ]& ?$ c& H
    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 11:450 Z3 m/ E" G6 L9 p8 y" I. b
    为什么?船上也需要淡水啊?
    ' r5 ~+ C. c; e2 m8 w
    + \, I: ?1 v% r! Y
    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。8 }' f( D; m2 U- d+ R: l7 i6 r' q  l
    % `; u+ r; i- W  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
    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/ r. q8 v  J6 E7 }: S
    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 ...

    + {6 n! _2 ~( Z# K6 z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。
    / A6 F7 }. Q/ x" G; Y0 A1 z6 H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
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    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% t# N  q5 |  N( n' B) m' H, a" z2 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+ E4 D, N4 p* q+ s! T$ E; }
    , x, U: B4 S9 p4 ~' v4 |( c" Y
    ht ...

    # @- `+ K/ D5 M# {$ K) e此处应该@testjhy  老师
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