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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
( ?3 i$ P5 l5 P# M( r8 K3 h7 w8 o' |+ A' N4 p
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。
7 {0 r0 e- c. u: z1 I
$ b# m* _4 R  ?6 i' ]8 P  v, ~- P4 R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。7 l2 k: Y) C/ |$ p

, _; v9 X0 F* B& z- a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。! p, \+ b; x: K; v" Q# b+ i& `
6 P6 \$ H+ S$ D" h7 Q6 k0 L# v( ^
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。  ~6 Q% l- w) E5 d) T* V9 `
% [; N  j; k( q
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。" c+ x% D5 \' r  ^3 f9 v% E& J

1 u5 g, B6 _9 n. 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。
) W) s( |- k2 w. [7 K# i( w: _# h* u& m  M
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。
5 t3 R* j- L8 Q9 u( j/ Y8 K/ ]- Q( b; 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。( |# e' s+ y  X% X( a; M
* v) }7 {5 I! F5 C) r+ r
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。8 s; a% [, I; C

& J7 x6 k$ h8 }1 @6 a规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
* |1 W7 M# G3 {* ]$ R+ q
) J# b  b& X( i3 E" v% D1 L在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。/ e" P# k- i) }+ J3 J& l
; W7 D- [0 A% `; M3 A6 ~
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。, I" o; Z* X' w6 {! D( U

9 _% ~& q7 Y+ B$ V0 o5 g. b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。
; y5 {9 j8 e4 A; ^8 ]$ i6 F% |# g9 L
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
    9 小时前
  • 签到天数: 3001 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。( q! K& A' ]- V( K
    8 V4 }6 o. v8 Q8 E4 ]9 g
    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。
    " X" H  |9 B3 _7 d" K
    ) n6 x1 u, l7 `0 f. a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
    7 小时前
  • 签到天数: 1530 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
    # o* Q0 R5 l! y
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    ( _5 T+ g6 W: b这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 J6 A; ?7 z- v8 M  w
    , W* X% }! C0 T. {2 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 ...
    - E8 d5 V) \! I$ [7 ]& x
    1 F1 @0 t3 R& P6 w. H+ G9 q
    厉害。7 P4 z* H' @6 F+ S/ [; S" s
    ; ?6 q- o% g; x% `
    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 19:026 G* t8 O4 j% p3 R9 G$ w
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。/ G0 w' k; o. E4 I8 `( _8 r2 o
    1 Q4 r: {7 G1 s# R' p# 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 ...

    0 j/ |/ ^/ O) J3 _- c7 z! g0 E5 {2 x  h9 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。
    5 p% K" [8 k6 q% V& B, W: ?& I( t7 J: J2 Q' E
    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' B1 S7 c7 ?1 [' z9 O/ j+ P
    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。& Q/ k* d, `: Q' p! F( k+ @
    - d' \, f: {( R. ], {5 m
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    * p2 s- H8 l* D3 f( X% 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。/ [; s2 G& D6 _
    $ ?2 y/ W7 e* p: Z/ k4 m
    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。7 O* u' p' j$ B
    . d4 x# O( r/ {( h; B' q9 d
    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 15:503 r2 I6 w+ a9 |1 g
    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。
    : b7 a4 K' F% r3 G+ S/ |* h/ }# f# m& h( t
    你 ...
    0 {+ c8 i( y& v3 N
    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) Q( q, {- y- A/ |
    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。 ...
    8 u6 `2 E, Q& ^0 I1 k& T# y, L) J& s
    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
    ' M4 [7 s: Y2 ?2 _没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    0 A/ f* F% ^  i7 Q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$ ^- Z/ E: U, D* h4 r
    & w) U( V7 m1 K$ \7 Z/ G: _" `0 ?; lhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    4 P4 j2 _# }8 m! Q这团队还有B站账号,经常发视频。1 d+ f% F6 P- G
    https://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
    ; f# J: }# H. y6 H" l( p+ A这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( ?/ h5 L- p# j3 y- Z7 i+ E
    9 {' p5 h1 B" W1 S. v( m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 ...

    $ d* D$ n7 U* r1 }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 10:182 f( A* n3 P% 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。( ^6 q, N6 u: O9 ]; n

    , g) x+ D7 ~# \2 p2 H2 N! Dht ...

    5 y: C' ?; b* e! Z$ v; c/ 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 10:322 c/ h0 o( }/ k# |
    淡化水上用不了吧?
    5 R' a8 O# v9 B* g& s; G2 i: }
    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
  • 签到天数: 71 天

    [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! k7 V4 \$ M; k: l$ E1 a
    为什么?船上也需要淡水啊?
    0 b# }% j3 d3 b6 i- H- R. c3 A
    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
    4 ]. e/ F: b3 G& Z- x吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    , f$ J+ R8 h* }, {& r3 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
  • 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 13:49
    ) A. e0 Z2 d6 P  ^% }水蒸气里哪有盐离子啊?

    9 O( `" b% n$ j# q7 _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
    ! _% d8 d$ u4 i4 _8 F2 ]$ n8 _+ G% |为什么?船上也需要淡水啊?

    # _0 _4 m/ d& F( z7 K/ p3 D2 k# P
    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 F* ^8 H8 y# b1 H( ?9 ]: p
    3 w  A2 ]- t; ~0 M3 w2 j1 D4 X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 01:444 d* B, P/ T9 r5 g+ E9 x1 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 ...
    , b# w% L. p% A0 U5 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。
      Z% \. K& f8 u0 J8 P) e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
    2026-5-5 23:30
  • 签到天数: 1979 天

    [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
    6 R8 x6 A1 M: e# 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。8 n' D# {7 X% Q9 X

    1 O( V' ~/ ^# y4 d* a! fht ...
      d! J( }& T* S/ Q
    此处应该@testjhy  老师
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