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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 & Q/ [, o3 G* E( c7 ~/ C

6 i- q! V4 p7 I+ ]6 O5 `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。0 F/ U, q- Y/ {* t( c9 I# l

7 |$ |1 G2 `5 [- ~: e+ {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。4 t9 P5 a) V+ a- x
4 o8 T! F# X3 H! J1 }" R
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。! o: V/ \3 B3 E+ Q2 m
4 P. C4 A" t3 }0 T5 A8 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。
2 [- _0 ]5 f( H( U" q
* R9 K6 q  U" t5 p: B; O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 s; A0 c0 l$ j: u) v% G( i
3 j/ g# X6 t( \3 S* m; G
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。
6 A; d8 T  H: G) {) z  s! z' I" E. k( Y4 W- x' v2 h! j% R+ Q
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。
2 z) c& B2 D/ \/ k! l; R1 f' x# H
3 `, Q2 f  B1 a2 q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。
+ b4 t: i# g2 }
; y. b5 I2 O0 D& P# l+ \4 ^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。4 f2 w2 n" X5 @% o# F4 H/ x- t

" _+ {# C  g- L% R规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。1 T7 x% @# C0 {) ]) x- D/ y

  k3 n1 c3 k, W在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
) g- k, d( @( H7 G8 b% D5 Q$ [; C5 B* p
% l6 a: @4 Q. k! n' p* 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。
& C: D, ]5 V( ]8 I
/ b, ~/ N4 Q' u& k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。( |8 U$ U, @3 o! \

9 w8 S6 }$ o8 Q1 z5 G8 K0 m. m1 ^, ]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 17:01
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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
  • 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。
    : N, Q) W" g" }7 e; z" ?9 P6 B9 `1 l
    6 b# |. G' Q! ?1 Y. x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。+ Z# H* u7 G- N6 _5 G5 n6 z

    : m. u% l1 C3 z& K- P# o3 {# _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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      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 16:03
  • 签到天数: 1641 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 : j: ]& h+ d. T5 q9 @$ B: q4 F. a
    水风 发表于 2022-7-28 17:02/ A$ J; Z9 u& d& S4 J7 r
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ) Z7 E# p. q/ N& ?7 C' f  v0 A6 ~' x) K) B) ]7 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 ...
    5 K* j5 i) K+ e$ x: Q9 i

    & q* z$ n& Z- }2 r3 M' f8 A厉害。
    3 I/ h1 ]' k+ @' r9 J) [: k
    1 D6 b) C$ y+ i# Q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
    / W! V3 d0 ?2 ~$ h; a这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    1 y' _. V- b+ t  j6 X( ~5 w$ l6 X# Q
    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 ...
    2 j+ h5 c6 i9 Y9 L1 L
    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。
    % }/ j5 T# q3 ^7 t. N3 l1 C( }0 r% X) T" W+ m
    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
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    [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- D0 Q! S- J7 a# v3 x- |
    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。
    1 [1 g$ F2 N& m$ ]' q" \, ~( J0 [6 N$ \' U' V( H4 y
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    8 W3 H+ n; G; Q2 c' d. \) u
    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。1 @% }9 S, }" N. r* h
    % G5 ?  z7 @! [% Z
    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。! c% W5 h! _( g  O8 X9 C
    5 p4 s; u; Y) b0 _4 d' g
    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
    # S; A# Q5 P+ U/ T/ E$ s2 S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。, H7 J. `, Z. l! H+ C- {' y+ [; ]
    . w8 @& P4 L( w; V- U! e
    你 ...
    % Q* ]' D; ]1 Q. @% 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
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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 09:41
    5 K- A; Z7 O% I- J3 }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。 ...

    1 \$ q5 y/ f8 ~7 l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 01:132 V: w7 E0 T. A2 B4 i0 w% A/ |# L
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    6 q' Z# Y! Y$ b, E# \  P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。1 o; O* n  L9 V7 y/ c
      A$ F5 O7 U3 ^! s0 q
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
      F3 M- P; @# U$ ]4 R" u这团队还有B站账号,经常发视频。' E: `: m. x& m+ ^8 a1 S
    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
      s( X4 q3 q8 C6 b这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 S" s6 }/ A- Y5 _

    ; {" B/ E0 E( _: ]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 ...
    & I: J7 S( }0 @# k& u: {
    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# u1 t5 F- `. y
    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 @% N- X( q1 h6 L" W

    + j5 v+ o0 b. T2 M1 cht ...
    % K7 `- o+ [) k+ D" Y
    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# C+ [& \/ M) e
    淡化水上用不了吧?
    5 y" t4 H: _/ D+ H. V
    为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
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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& p& k6 X& j1 Q
    为什么?船上也需要淡水啊?
    % {5 l9 G2 d+ N
    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
    2026-10-4 12:20
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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
    - [) V  B1 L: u吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    # X! V  [7 T$ \
    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 13:496 \( q, d' v" T1 z
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    ; \- x. L' ^/ o* D7 K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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    该用户从未签到

    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; F/ ~3 N- y! C& K- ^+ \8 [
    为什么?船上也需要淡水啊?
    . D" B8 I; q6 m4 C4 Z; E9 _; ]6 m
    6 U& z4 b: [! z9 s- r
    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。
    & X1 S9 G; O1 V% K
    0 v# j! V2 x; O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
    5 r9 {. y1 ^$ W; y+ o# p4 V" m" m) u3 \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 ...

    / D; e1 Y& y9 n& R# x$ r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。- a9 K5 r) @! N* A1 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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    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
    ; v& j$ F8 f8 h' A3 X" y) ]  K6 R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。! `; d; T: n  ~
    9 u  [# J! g4 S  c/ V
    ht ...

    ( {. A1 u8 y) n此处应该@testjhy  老师
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