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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 , M7 M+ L1 W( J( `9 ~
1 \. n* d  W. S8 m/ j
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。
4 H' ?/ Y- Z# L( o) y3 J' C7 ]9 }, k4 b* X, n. \
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) N& s. _  s
; X4 Y# h1 T3 e5 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。
5 K' k! @. }& I0 X0 B. W, ]  _9 q9 D6 H7 l+ Y( 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。
* c; N! g  S; ~' @0 k/ C
' u4 Z" ?# y, S- J+ \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。; f; S+ K* z. w* @( b

8 `6 e; k" [1 t; n$ E1 x+ L% W3 m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。
2 i% d6 s: e0 i7 z# P. d
+ _( A9 v' ^$ t; ?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。
. G: A; C% a7 ?, G+ B
) F$ }$ L2 z- ]" `6 G3 U& x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。( g! w' b9 j, O: ~1 l
8 ]4 x  p3 G5 s7 w# \
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。
* O; f% [7 x4 C. _9 ~8 ]$ Y( T' C
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。* M7 k$ U( s" {

- c7 b: ?( v5 g在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。2 y/ t4 C) u$ d
" C. M& f8 ~9 }2 w5 o
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。7 c6 n' a3 W" k. v/ ]$ [" k) S

0 W% s" I! B+ |( s9 w5 s0 c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。4 j: B- R: @! P
  ]3 ]. |2 W! E" P+ S8 v$ U' @2 B+ }
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
    2026-3-10 09:34
  • 签到天数: 2971 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。- a# @, K1 D4 H8 h: H

    % `5 ]* @( ~" l, e# }2 H/ J6 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。
    5 L+ e& o& D, A( ]# Q$ L
    # }  ^! [6 ~( M' \6 j) a4 u' 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。

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    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
    昨天 13:12
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    [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 7 B$ h& t, ~3 ?% c7 K
    水风 发表于 2022-7-28 17:021 b  s$ V  N. H+ a; B% W
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    , o" M( Y+ N( g' E" F% c6 t
    & h  y2 ?! A; `' 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 ...

    3 ?( A. L/ W. U6 o6 T* r" k, V- r! a' k$ [
    厉害。* n+ B% Q" E( ^

    6 @& ?1 e6 W; c3 w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- [: T# t( i, g2 K" L8 b
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。1 [" R- H- U3 x5 \8 o: ]: U: {

    * Q: R$ f# m2 d; c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 ...

    , z) D( j) C$ r+ z( ?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。2 z8 r( n% @4 b0 |" r% i

    1 [2 `4 ~; p; A3 J4 u; i' I+ @4 H  @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/ \( z  J, G! Z+ Z" O6 Z+ E
    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。, Y4 \& L6 i, s0 y% G
    ) `, i$ O" O% G) E( u# H: ]
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    " [7 d$ P0 U2 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。
    ; G) d0 J- B& i, Z+ f1 M% ^! l+ [4 f2 _
    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。8 d. p% k' `* {5 P

    1 C8 ^+ \8 {9 f7 Z- U8 x3 ]$ r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
    ! B, a, m! p. u. c% F1 n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。
    ( l* D! E2 m6 l% z  R. I# j1 P* t* b9 @
    你 ...

    . f6 w8 n/ a$ z! @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; ]- f$ ^7 V9 ?- y- t' [/ U
    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。 ...

    # u# V, ^6 x7 L' V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 01:13/ A. c/ ~) y9 z% @* V/ B# A8 _
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    5 W! E) C; 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。" Y2 i# B. g: h4 |. F% y

    # W( |7 i* w& X* S1 d8 e. g, Fhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    + V7 I. J! C" Y# M& I* _; s' s这团队还有B站账号,经常发视频。
    : v5 Q+ V, `( B! V" v5 \3 Ohttps://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
    ; F1 j! v9 {# {这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。0 B  x" q+ C! x3 T

    & T  V/ X+ s* B0 L( E3 n! x1 P: A6 `$ T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 ...
    / _% h8 W' H3 }1 ^* u* d9 f3 [
    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( l% X+ `  Z6 N& 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。& p. r" H  u4 Y) @
    . V6 f% d: ^) q$ a6 M  W# O
    ht ...

    1 N$ H+ h( Q2 R- b1 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 10:327 Z- p4 \7 h9 \0 v; J
    淡化水上用不了吧?

    ! g7 ^8 X* _& S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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    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
    2 {8 ~" X( p+ s. E3 ^4 z% r4 j$ p为什么?船上也需要淡水啊?
    3 @9 \& \5 A  D2 o5 r4 m/ L
    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
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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
    # d3 I% C5 X7 q! ^/ s% [吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    ; ?& k, v8 Q+ ?* b4 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
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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 13:49
    % m7 q2 n5 c" D3 n" P+ J水蒸气里哪有盐离子啊?

    6 y( X* l3 R" Y) s, 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
    # T( [1 F: A; a2 Y- a为什么?船上也需要淡水啊?
      n% i* ?* E+ L. q9 q  g1 ]& x
    ) B8 H1 V5 j5 N# |( r6 C
    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。1 g1 O" r1 q# ~6 h1 ~( @3 ]9 m* `
    " l# I" p$ E" \: D6 G' J
    水汽里盐分本来就大大低于海水。
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  • TA的每日心情
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    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
    ( O* w& z3 i3 J/ {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 ...

    ! N- Z. p" H3 o4 z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。
    : L3 Y( \+ j2 j' k" S# M7 H% _" U& 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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  • TA的每日心情
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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/ H/ H# I5 e# S3 h+ z* l+ r; b
    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。
    ; K" {+ s2 ~' F. P3 O8 k' {: C5 Q" q1 L/ Q  N: S5 S2 S/ T
    ht ...

    2 J$ h4 I( z2 a7 R此处应该@testjhy  老师
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