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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 5 A% C* N! Z6 {% N% p. Z& Z
9 I5 N: \8 r$ ]
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。! f6 J7 A8 Q+ @: w

! \( r' _2 J/ S% p: B- k( d: P9 Y6 s4 P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。
' q  k  n: e& i4 s
1 [6 {: @0 k% t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。7 P. s5 i. f! {% [
, L" M  u) Y/ T
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。  x! c. \9 S( N$ }$ t2 a
( {; o; Z  I: _: X' T- K
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。3 @- ^+ F2 V  W
  i( s% \5 _2 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。
0 ]9 \" }. T* m6 O' j; {- V2 Z- w4 d: o* x
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。
& o4 m1 @% g+ Y& w2 y  m4 m% {4 P5 |8 L( V
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。# D% e$ h, W; d

8 o+ s2 ?) }0 p! e2 h, F; W& ]6 N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 g& E8 i; v; D4 S" J; _8 o2 I
/ T9 f! d0 |7 M& J3 v% ]/ a: `
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。* i+ u/ P- |8 K

9 D( Z& U0 I) ]在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
; s) R1 f( O4 j% Q6 r. r% g( Y3 |' ^# 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。4 z0 y9 e: n6 W& p1 p2 }
$ Y2 @2 k+ V6 f$ n
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。
- ]% p- E( ^* H2 Y2 O; S, G! L& J
  C& b; ]; Y% v+ r& H6 e这事其实很值得吹一吹的。

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李根 + 8 涨姿势
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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
    4 小时前
  • 签到天数: 3015 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。
    9 D0 U# t" p7 ?
    7 Y% Z, ?& k7 G  f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。
    4 [, F/ Q0 l. u) T; J; ?& i& j& M6 s" p! n
    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
    11 小时前
  • 签到天数: 1545 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 ; S( k; a- d1 d0 z% A
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    4 m, e4 ^- M- d# Z% a8 K+ N这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    6 A! ~! j' T6 n) t! ]+ }& P  @6 y; Q* o  Q- B; X. p, j
    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 ...

    + u" b+ C2 v# c9 q4 B& `: h- h+ |* D! a+ v' h: z& q
    厉害。: Z& w9 z- m! g: _

    8 R' j( ?7 X& A% ?4 H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 y! [! Q& E" M  e! v. K
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( R1 |1 A! G2 ]. T6 S' j' [% @1 w3 r4 I# 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 ...

    3 E& k0 U7 G0 r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。
    * R+ z6 e2 M& n7 q$ {  j: v& x8 r1 i
    6 H0 I$ ^( b* w; f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
    " y- \& e- z& a: n: H& `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 B3 S: [- s+ i6 N, _: l4 ~( z

    2 u4 b! S& D( m2 X海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    0 a- f) X1 t; G. m1 c! L  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。
    $ n/ i& `" `1 r1 k& O8 W) f) z
    ' b! l2 i- O& e# \) T. k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。
    ! N8 {& C, |$ ~/ a6 f. L' A
    . _5 e& u) F- k3 H8 s" ]9 _' E. 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
    ) q4 e. E  ]. ~/ G8 b/ |# 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。( g  ]. v2 G: C' t( y
    * r. I8 e. K$ Z* w
    你 ...

    8 G3 q! v, _7 Q% W6 _, ~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" K7 p+ l* l% C) m3 A1 w5 w
    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。 ...
    9 c9 t# C9 x+ [+ H- B$ Z2 @
    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
    $ |8 g/ U9 }  f! a( N没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    ! @" e0 ~/ x9 G( q# k8 @- ?& h
    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。& d3 C) Z' p  A8 h2 G; ^

    + t# z  |& X* K$ e9 \5 x# hhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm" S$ y, z0 E, ~( ?
    这团队还有B站账号,经常发视频。+ U, x2 j$ W+ d! L) 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 20:023 e- C- u; K) B  W
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    2 R% ~: N3 J; S' F* u
    & g3 v% @' F! ?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 p, j2 R% b' \
    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- v; Q5 f! [" N; M2 N$ N/ z3 u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 D" m# T- R+ N& R) J7 z# _; s5 x, D3 X5 q  f
    ht ...

    * j( H5 ^% B$ Q2 E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# F+ A+ o# y+ Q& u' L% F9 @
    淡化水上用不了吧?

    1 I' m! ^( Q# X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
    $ H8 S& W" h! T5 t7 W6 _1 n6 n为什么?船上也需要淡水啊?

    " G2 [; T* h+ A" K5 y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
    , X7 z& R% c2 r吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    ( H! _5 V4 P8 z  s" c7 u! n& F
    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
    ) ~; h0 H3 U, o) w水蒸气里哪有盐离子啊?

    . @0 _5 m" \4 C. s# Y9 c6 M# e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
    ! ?' j; |4 ~1 A5 j9 o为什么?船上也需要淡水啊?

    - [: d1 @. B4 I$ s* N* E2 ?( C* s' U* c0 ^- |* V% V. W
    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 Q0 D) f/ r4 [; A
    ! S# O% n4 I6 t) U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
    - \" ^$ }% w- y& ^. o- O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 ...

    % A" N9 X0 L4 Q# r7 J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。
    $ [6 t* L5 Z9 v5 C) `$ f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
    2 小时前
  • 签到天数: 1988 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
    ! ]4 e, U, I8 I/ w% v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。( N3 R7 l  i4 c; H; R: Z
    2 Y& r5 D- {8 d+ S4 q! |6 Z
    ht ...

    5 J1 q( T) n4 v) t此处应该@testjhy  老师
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