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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 1 v1 _4 \  {4 h
; _% `) P, m- H8 Z, u/ ~- u: Q: G
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。
  V2 K& N% w& G% r
- A( R1 B8 k( p1 ]+ [" i: p9 M' 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。) }0 V. I7 B6 Y" c# M

/ x! S, W6 j. m" O. I# E! X) |7 X6 L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。
3 H& g7 K9 s, r5 O2 X2 ?9 a) `+ ]" Z; b& m
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。5 U; o/ S" S: \& v! n& x
! @$ @  C: p1 P) K: z: s  H# J
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。2 t. K" \3 `) K1 _- H

) N/ U6 E( t, A8 F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 k5 ?; |1 ~1 X2 ~" O
6 h1 V$ p) E. N) {
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。
) R7 [5 R) l; ^$ o: x$ v8 _5 H/ k7 J; w; N4 A
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。- X. n7 }1 L4 a7 z4 x9 L
: O  K: {5 s4 P9 ]3 K0 v
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。# q  X9 E/ @4 Q8 o* _0 ~* e
1 f' ?& g! ~1 Y- J1 {
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。# |3 `, n: K! ?' n- ?# p
  n2 s! }" a. }5 v4 J
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
; [+ A7 A& l9 H: ~1 Y
  u- B8 g  |4 I- M; }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 }# v4 z& s& \+ D5 Z8 m! C& J& ~& @
1 c+ P9 J* \/ \9 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。/ j. H& P, D% }$ w. X/ A5 J- B3 }: x
$ m, f% E  n2 Q! D- a; k3 j
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
    昨天 10:42
  • 签到天数: 3061 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。
    1 n9 O* W4 O- g, v, \' q. g9 Z# W; n/ K1 I: o9 c
    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。  d( P9 X2 `7 ?5 x7 `
    % L) U7 E& u( L4 T8 u0 u
    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
    前天 14:37
  • 签到天数: 1593 天

    [LV.Master]无

    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 0 h( Q: U" g8 W. ?* u8 L( k5 L
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    - ~0 r  x0 w. @这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    8 a0 K1 D* N6 G# @# W$ [; A- R2 A8 a- Q( A5 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 ...
    9 w0 `; V$ j3 b# t

    , f. V1 F8 g8 I7 ^2 _0 ^厉害。9 q  q4 R" G  X- @& X
    5 r" B% e! j1 m  ]
    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  H  M) ?# [/ e9 F& j
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。7 [; m& ^+ f% |" g4 ?" w' c. o
    ( y% N3 ^5 g) G" [9 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 ...

    ' B7 c8 w7 {5 u1 ~. {5 ]8 I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。( x, A) N* F  M- R/ v( d
    6 G8 d% o4 R4 B* 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 10:353 i1 ~1 ]9 N4 n  D: 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。
    ; E: O! h' ~* ]9 k6 M
    2 g5 ^& a4 n6 D+ A海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ) j5 e: N* h" w3 V. y3 a7 i
    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。
    : p, x# ?8 I5 ^  L. T' p1 b/ m1 r& `" z% H
    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。
    : O9 g+ K" ?+ ?& ~" q0 }
    ! N* e3 w3 v- M& J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( B3 e% {" X3 `: X
    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。2 g* g$ j8 m1 u/ _9 k+ q

    , {& w; x, s9 s- O; n你 ...

    # i# Z7 g% `1 i) u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) m3 d8 j' K% E
    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。 ...

    , v4 ~5 t! h, Y& U& a/ t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
    + O( Q3 p1 G8 l5 A$ ]没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    1 R. @. i: q& O. ?1 P' G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。5 V7 b- I; y" d7 l; L- u
    8 _" R; ~& `3 x, c5 s
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    : q2 ?  T) |6 {  r- G这团队还有B站账号,经常发视频。
    2 b; M; g6 u, g* k* K7 phttps://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
      H5 @+ k$ v' \4 |这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    7 ]( e2 F7 G* }% y
    , {# u, h3 [$ [+ E0 k+ 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 ...

    4 n  o" _# B/ u, w% `1 `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
    + u! P0 K9 f* m' Q& C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。0 ^7 n& s: f+ ~6 U' V. }

    ) j; J8 O8 Q( d) L) T  Hht ...

    3 t% x! v' H2 D7 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 10:320 o, P1 R6 h9 Z6 o) j! r
    淡化水上用不了吧?

    ) m. A" o/ c7 {- Q  m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* w8 {1 {3 z! V) ~9 S
    为什么?船上也需要淡水啊?
    6 r0 I" Y1 k2 I$ B/ t# u! z+ d
    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
    2026-2-11 01:50
  • 签到天数: 815 天

    [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/ T) |# ]% w' l# r& `
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    - F) ]3 t& V7 S8 q+ w3 K' w
    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 13:494 \% T3 p) e0 u, g; |9 Z% ]
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    % |: B, O# S$ |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
    / r5 z$ x( P, I* w# T, U7 G. m' `为什么?船上也需要淡水啊?

    0 f/ S2 ~9 F( [) n# Y% z2 c
      S$ I2 \% p) a2 y* b/ b; 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。; [9 v/ _* p; ^: ]. A( P
    # t7 e4 C) H8 _* U+ }- ~3 R" i& B
    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
  • 签到天数: 2 天

    [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; c5 a, ~; j0 E. F. m6 e8 k0 V
    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 ...

      w9 ^) ~) G# h5 p- }/ L, y1 S' ^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。
    & S- }& [9 N! \& j: `& J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
    2026-8-3 09:03
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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
    " [7 n( e2 N' ^/ Y. Z0 Z$ U; o1 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。
    * k$ A  K4 u& @/ P3 y( N' q
    & H. F% Z0 E% v, V4 uht ...

    7 u8 W: F) M& c此处应该@testjhy  老师
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