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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 ' ~4 R. ~9 m& o& C, I* ~$ n; \
/ Z/ T. x$ I8 N, z9 N
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。+ u$ ~: X; n- M9 |" v

7 N, Z" ]7 |: R+ Z7 U+ }# ?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。5 t7 S0 a& ^+ s6 _7 }& `

" q  n: s- U2 u% O$ A( H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。$ D5 z# C4 e4 H) A  P/ f+ f

7 P! G- g% ~& \8 y! J# S* `. @8 K  F: 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。
6 i& }2 i# t7 o& Q# d: F! y+ p: I! @, u1 G8 f
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。+ @- l4 [' `: K9 `- k) Z
8 c' k3 q  ?  P9 J- {
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。# P" |9 j/ Q. s1 M/ v8 f5 V
5 x0 T& K8 z, k( f/ ^
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。- ~# \/ C9 L9 s' `1 {
) l- }" v$ |6 z$ E
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。
4 W8 o/ o3 }  @( @* i# E- h5 @# |- |8 y: A+ J
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。
* D+ }; e. g" K, H: F4 F/ l& W, J; l- ?/ m) I2 R" r! ]8 }
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
  ^8 J+ I/ U7 e; A! T
1 n  Q* f$ ~% Y在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。0 s& h! p. ?  f1 ]! G0 e" L! z! e6 t
; B7 _7 S' I9 \, w+ P
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。2 h* }0 U2 G% U! @
1 U3 a$ d- \% c( i" f5 }' S, O$ 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。, r" Y2 @# j( K2 s2 E
6 {  L) x; ?. g( `* O
这事其实很值得吹一吹的。

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  • TA的每日心情
    郁闷
    昨天 12:24
  • 签到天数: 2160 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
    14 小时前
  • 签到天数: 2877 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。+ f+ G/ c2 Y- M2 {; X" L( ^

    ) u7 ], {7 X7 i$ Y6 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。
    - Z+ b! z1 o" m; o
    9 s) ~2 w; v" t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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      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
    21 小时前
  • 签到天数: 1027 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
    % j8 {) f& V" G0 A. F8 K0 e! t1 b
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    + e& p4 }- s0 w. K. w这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    5 s* K3 \- V; Q0 U) k
    & N6 K; l; c0 d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 R1 l7 ^/ K, J, v% u) _  z7 ^6 q' i
    0 Y# L. g! v0 C; y' R5 z
    厉害。7 z: @6 ]' }8 e" |. l% ]. p. M

    ( Z- g  q1 c6 C$ x. V5 {% `- G1 R% ~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
    : _+ ^: F  ~2 h% Z4 c  C* ^; S这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 U% ?# o% z+ z" D8 T! T  m9 P
    : D4 ^9 w) [2 R  U, h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 U) J, ?  `8 v; p! l5 e2 x4 v
    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。; W- A! n- F$ V! x3 h
    + G& T( I9 ?* W. ?% u" b
    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 10:351 E9 d0 H5 U  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。9 U. f8 m" v+ O- i8 a( n. v' z- _
    7 M( b+ i# a( a, u, ^
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    ' Y  x; U* W! 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。
    9 ^( q! W% W4 V' a8 f- y& [& }: P$ Q: Z% T5 S
    4 B) Z; R4 ^2 n6 F" Z: i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。, E3 `9 j4 r1 ]4 B: a

    8 M5 j$ [% |) Q4 d& M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! @0 y; H% g, M- r
    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 y7 S, Z! o! J; D

    6 E7 b' z/ {/ E6 \4 V你 ...
    0 s; h" v" O0 s
    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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    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/ b0 d, T" c) b1 B& X# P
    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。 ...
    7 U7 W- z8 s2 ?$ 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
  • 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
    . `7 r5 G' ?# K6 V8 l( H没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    & d6 A5 |: R9 `( |8 K: K3 {
    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。
    ! T+ G6 m* r* X7 v; H) c9 ]) `3 {' f; M  _$ i
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm% t8 o1 w" l" Z
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    5 A! u( K$ j4 ?/ v9 ?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% O+ K% I, j! ^9 ]$ t这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      W- x" S. k. C- x+ N2 o7 u6 P1 I3 S: `3 w% 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 ...

    * Q" G  R* y* N6 I, Y8 m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* {) a% g0 q7 l0 `4 n/ N( I+ ?
    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。
    " A8 D* t, f, y4 B. U! Q5 Z% }* T) o1 y- B6 I; T2 G
    ht ...
    1 p( B) R$ B5 l
    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, T& p) `- J1 P. D( e
    淡化水上用不了吧?

    # [% \3 \4 k7 o$ G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 12:456 c. c7 C+ p+ G" S6 C3 L/ P
    为什么?船上也需要淡水啊?
    ( z8 O! c/ s7 o! m0 E' w/ n' h% 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
    18 小时前
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    [LV.9]渡劫

    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
    % u# j+ c# F9 O: z" m吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    1 O5 a) T+ O: w/ ~9 R
    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
    4 S) o+ z8 |& P4 b5 W( L; O水蒸气里哪有盐离子啊?

    - x+ n" D" `2 N/ Z) z) }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$ N/ c) j) X4 _% \" L/ `
    为什么?船上也需要淡水啊?

    9 }  M8 O8 V, x+ j( P" x4 B
    & V0 o3 N& G! q  f( R, 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。3 s6 Q$ k: G4 r
    ' S( q. b" Z4 u9 \* 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
    ' R) h: ~( Q7 \3 D% L3 v- r4 z2 K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 ...
    7 z; C4 ?4 l" P2 J( Q
    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。
    ( o7 Y6 n3 ^$ a; p# {8 H2 R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
    2024-9-17 12:07
  • 签到天数: 1841 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/ w0 F# x* b9 L0 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。! B5 D" Q; B5 A: C% `! N" g. p
    . ^' G6 V' w8 y# R/ y8 N! c
    ht ...

    6 h) v/ T) v7 J0 ]; C此处应该@testjhy  老师
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