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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
: Z# ?7 {' P$ u3 T: L6 N; b2 ]; N9 b" S4 [% Z; Y5 Y8 _
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。0 v: v2 J' v- x/ y- c8 `
/ V: W& y. Y7 Y
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。% M: ?( s  i% _7 c+ i, \' {

* L  t1 [# r# a: P8 J& F# M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。
9 }2 ]+ O6 b% y3 M2 R6 W( y8 G' \  }6 _7 H& ~0 G' `2 _
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。8 j$ n- \# V4 a/ @3 m( g

' E, n, y# ^8 r$ b( t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。
& \$ u! B$ Y) v
$ X, E8 F7 B: d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。* _: |3 Q' A! U% w; h

" R+ @7 w" D+ S/ p# y0 s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。6 `* C9 g& ?% R; O

. l- f0 A2 u5 k* @. G; s5 [. 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。
: x! \7 M4 T' h, u" P, x7 m# j5 k8 i* C; D
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。# ^+ T! S7 r% v
, _" X5 S( u6 E3 x+ x
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
' ]8 g5 g, E% K, k8 d0 U3 l% l- A' C* l' h4 O
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
8 M" y- Y1 ]/ Z  }9 ?( Z, w/ K; e5 _7 G9 H! |9 ^
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 Z( d) c" L) d

9 r1 T4 ?1 j' |' _& `" r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。' g2 R; z* |9 o# h

7 n4 s* T7 e5 ?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
    2025-12-29 14:41
  • 签到天数: 2969 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。  n/ d6 S1 T7 A1 j- ]

    5 N2 f" \: e/ X% S, V4 ?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 E3 K3 y+ t& R( l$ k4 s+ o# J  F
    7 a) R' F7 x- 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。

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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
    2 小时前
  • 签到天数: 1449 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 4 O6 j9 X9 k& r2 @2 k- X, ]
    水风 发表于 2022-7-28 17:02* h* R4 @4 I; _( \
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    3 i/ J2 C+ N# z( n; I$ ?) B& U& f3 A8 ]% h# ^7 n
    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 ...
    / ?! b9 T1 |/ U) c

    3 ~3 q8 a5 c( D5 E  b3 T厉害。
    0 g& U! u9 |7 Q
    8 f5 h) T0 ]2 n* N& m0 T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& ]7 [4 S, y: {  e
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。# ^9 j  S1 e. i  E/ m4 h

    $ ^1 i% o' h1 R% _. N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 ...
    " |) r- y4 c( `6 B+ B) G
    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 f% s- s& D2 {- D
    7 S7 k! n& k5 m! _& S) `! P3 _9 r" T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
    9 }: y3 u2 c1 x0 _- 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。: Z& Z4 r( l6 i" C9 n
    1 [* ?: T% n( j1 Q: u
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...
    ) y5 v$ S# z! L2 Y1 C6 W
    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。4 A$ Z/ j' [, C7 e
    - L: j' ~( a9 d# J$ 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。
    ( C: h- H" a/ m8 y$ H; i$ O& U" A& [% \! p
    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. `  g" b9 a$ W
    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 h% Y1 ~2 O' m+ h

    ; ^9 Q7 N+ X; G6 G你 ...

    " {! N2 q0 u# i3 U1 w+ E1 |  c. G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
    , U9 r0 y4 f9 Z; D% m& D+ 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。 ...

    6 M4 z$ u* c) |* D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) z& Q  R- N4 E7 E
    没有注意到。说说,这也是大事情啊!
    # E3 b  k3 G$ |) {9 s# x( P
    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。
    ( e8 ^. ~2 k) |
    - [! |9 g4 j8 R2 }https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm9 H; G. d2 [" y6 Z- d* e' O
    这团队还有B站账号,经常发视频。
    / J5 q$ o5 V6 @9 [- @7 Q2 R* Fhttps://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 c! w7 T3 m3 Y* F) [; D2 T# f这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。) g/ o" j9 F1 d# {

    4 O. m3 N8 h; g& Q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 ...

    " o  F: `/ K5 K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
    / P( p7 o1 E2 W0 J$ T1 {9 D: |6 E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。9 R( A5 ?8 c9 R' p1 p

    : L% E5 V( g) y8 k$ pht ...

    ) X8 Z6 O% d2 l$ e' U2 R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
    , Z( l: O# @: x) ?) n( ^淡化水上用不了吧?
    1 S: U  x) v4 p0 D
    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 12:453 q' h3 h$ }# P+ L4 p5 S# s! O- _/ F
    为什么?船上也需要淡水啊?
    9 B6 U8 B! V6 d
    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
    2026-1-23 04:02
  • 签到天数: 814 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
    + ~6 F7 @+ [: Z  g5 |/ x吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    ( J9 v8 z9 d& P3 q5 ?8 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
  • 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. _+ p: \  X. E' q+ p' @: I
    水蒸气里哪有盐离子啊?
    " ]/ f" Z. e$ ~. k
    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; j6 Z, o5 `6 _. K6 y4 v- i3 j
    为什么?船上也需要淡水啊?
    4 y: j1 e0 Q/ o8 M( M

    ) p- i- x" v" X  X$ H& s# ?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。
    . l5 C( b, K% {7 e$ }
    ' T* u, c0 p( T& B9 w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
    7 f) B& g: Q, m7 `/ ?3 c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 `5 {/ X7 t, M
    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。
    / U7 P/ G9 v" z! ^$ x$ f4 E9 L2 `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
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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
    + Q" e% Z2 ]# e7 [+ A0 u; z/ l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。. k8 d# u; v& Q. b; m
    ; H" z( f/ F' v
    ht ...

    ) Z; ?( Y1 @: [此处应该@testjhy  老师
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