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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
. h7 ]1 j  s9 c! P5 g4 B1 H/ H  a' m2 R" X
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。
5 ^8 g4 m- U6 _' x: _* _7 g6 e* L* u, ~+ g  Z
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。8 t- Z+ G6 S# N

* F, x5 A9 O0 B2 s+ B, O8 ^- J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. q' y1 f% n* J% o+ {" a1 R! m2 r$ 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。5 y$ ~' j0 _' i+ F8 P

' i$ h, `5 @# q5 A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。& S% L6 K; A6 \/ Q
' m. J. q0 w2 h5 y' 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。/ N! S$ _. d: ^
1 J6 X2 r$ t# p' y" Y! P& P+ r( g
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。+ L! j0 }5 H8 l% A& m2 A1 q9 V' Y

  I3 i& r0 D& K" U# }! k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。
3 V5 q: m" S; v# k+ ^4 h1 j
  k6 S$ ]/ T7 l6 f* x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。
0 b4 |1 D0 u) D* b* O+ q; P- U4 C' F9 Y4 A& G1 e8 c0 k0 h
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
, V- b5 C, J: i( B# r% ^6 _, Z/ V) g4 s, j. T5 e6 \) v- Q( }, q
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。% ?* E" }% \' K! `7 l

; u1 c" ~8 `! \: P! v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。
1 x% E5 ~6 @& b; R1 p6 M% ]+ j3 x" U8 v( [% g: y9 @( D
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, A/ B4 n6 B/ X
% R# ], @6 y2 P8 k
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
    2025-6-30 08:53
  • 签到天数: 2967 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。2 q" O1 O3 K' y
    : R  O9 p; h7 N% e- U' _3 X8 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。
    * _1 i; [3 ?# o
    ( k2 P% S, u- \; a  P, p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

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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
    10 分钟前
  • 签到天数: 1273 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
    & R3 ~8 ~& ]0 a* b; \% P  S' n
    水风 发表于 2022-7-28 17:028 z1 J$ ?2 B% V; J
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。! R6 @/ o8 Z% ]" j. c
    1 y$ I- S7 ]8 e7 l; |3 R
    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 ...
    1 f$ ^9 A1 N8 p" Y, V9 u" t$ f
    % H# j5 x" k* O
    厉害。
    7 C( i/ l: k/ a
    , B2 M' C! L* M) u* x" h- d- i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; |3 G# k7 J  j, z4 h' |
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。+ S( z2 Y7 ^2 r/ C8 x3 c1 n

    / n' U- Z9 W# ^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 ...

    $ y/ u' \; \; Z9 w+ a' l0 F) _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 S* ?# \- M9 Z

    5 v5 l& v: g9 B8 G+ F6 F* W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; v2 R: M, c1 U7 B
    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。) Y* Z& R1 k. m6 Z
    $ C! u- M1 V- m8 {' k6 b
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    . x' S8 J) d% {0 h1 f+ h- K
    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。
    ; w8 k. ]( N5 d
    $ m) b5 Q0 h" R- ]6 C! _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。
    0 V" u, G3 e0 L* z% _
    & E8 _9 K/ K7 F+ b' x0 w4 |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 15:501 g+ V* T& j, E/ s8 q! t
    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。
      G7 a- J; ^5 l- v* r2 |& a7 _4 X4 h; I4 A) e& ^; _
    你 ...

    2 k. f2 Y+ y# t# W% r' L5 D; y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
    9 ~1 r5 G$ ^$ N' W) Q/ C* ^) k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。 ...

    4 ?( i6 k5 w. U' g- b8 e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& w2 ?) b4 X, F/ p
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    + S* i* L. U4 R( C. 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。
    # y# c1 R  ^" g0 S0 K8 W0 s6 y" a. _4 u
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm3 R% @+ Q' i: l
    这团队还有B站账号,经常发视频。" m4 l" n$ r3 I* B8 j; e8 i
    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
    1 @% s, y# Z4 x$ A2 a这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ! G, N0 B6 w% j; z$ v9 Z8 [! Q, W# ?$ n0 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 ...
    5 `* ~! ?/ |+ {, j3 r; r" D5 O$ _
    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
    $ O# x" w% q5 P) m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" g2 G: L9 S8 ~/ O8 S$ C. X
    6 \: {; p; |& F3 ]& S6 m* F& R4 T
    ht ...
    ( L5 L2 G- h3 W& a: W
    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 10:326 b% T5 c+ n  h6 X7 s1 G7 G5 p
    淡化水上用不了吧?

    ; d! Y4 K" W; u& K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
    7 s( x& {+ E% I( J8 ]# \为什么?船上也需要淡水啊?

    ) {6 d% B5 i% [" H, d9 _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
    2025-6-26 03:34
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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
    ' b$ `* K+ }( T8 p6 e吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    & Z' [1 g: E) r, Q  S, Z( b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 l" W: K6 ?' C: B) U" U  v
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    3 X- c! a* g* z) P3 u3 a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+ B7 ?) T" x, c; A
    为什么?船上也需要淡水啊?

    ) W3 i6 C) Z9 \+ ]. O" ?8 A* B) g# S5 b8 t& x9 A7 U0 X$ {
    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。6 W, o# l7 X( F) k1 K# M  u' t
    4 ?- G* \# F6 u. L5 D4 U! G
    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
    * I5 V' A, x; P+ v! 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 ...
    1 ?$ I* f) D& H# e6 D8 Y: i5 X, u
    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。7 l) l- t! H+ G
    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
    3 天前
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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 T3 v# l6 A! ?4 q1 m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。2 B8 y, Y3 M, Y/ F/ t4 U

    ) h. r' O5 W6 k  S9 c  E5 x+ Y7 |3 M6 yht ...

    2 W, Y; a% p* A* L' _! P9 e$ f此处应该@testjhy  老师
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