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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 D% \! M" f5 W# f3 x
+ w& g' r3 b2 q* y+ p! s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。
! ?$ ^* c5 W: \/ Q* f( B
2 S0 _4 e. R6 C3 _. M+ d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。0 n; k% Q$ f3 a! L8 \6 B
  @+ m) R: c) v) ]$ R, v3 ^
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。
+ G' |1 L5 b/ x" i4 h) v' }# A, B1 W! D: B
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。
; M" M% u* T$ S$ a+ T% Y! }. u  t% g; W$ d* m
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! O% Q& g( s! x, L
* K" j! y6 V+ ?7 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。; L3 E+ b2 m; J( _! W0 z9 B

2 V; L( C& G$ H- r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。
- h4 _0 b1 h, _: }* D7 g% w/ F7 u$ E- d+ u1 V; R
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。
& }0 N' _, S) f8 `
4 q3 |8 |9 s" M# G! d9 X1 l+ E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 j7 z5 `" Y9 a
+ S6 P( F+ R; r) K1 U5 z/ T
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
) m% d& i) C, a1 x6 L( {8 ?
8 \) s0 @  n' z& s在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。
2 d' u6 Y% }: D8 e- d
4 w5 b: L. `8 F6 S0 {4 L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。5 T( d3 y2 J6 E8 `( [/ [% z' L! M. o8 X
, p1 [! w* i1 l4 w$ W' g$ z, ~! {
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。- f0 k- l' K& q; }2 z

9 Z3 k( q- t8 H- M) C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
    10 小时前
  • 签到天数: 2987 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。
    $ X4 N' o- x" a- z4 s- {9 t5 r1 e2 |' A
    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。
    . K9 @6 ~3 s. t0 }/ x0 H( r4 h# K. A4 ~. H1 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

    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
    8 小时前
  • 签到天数: 1516 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
    % l+ }' R" z0 s, K2 ]( ^- K
    水风 发表于 2022-7-28 17:02( n& n" a; I* S5 Z! X% I
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    4 r0 Z: ~% o! n2 F7 W/ L9 n4 E7 b8 D7 O! 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 ...

    % {8 i1 @' F5 `2 p2 u6 A8 [; |) r1 ~4 }) V) `
    厉害。7 M# ~1 B0 `$ [$ n9 B9 X

    ; S$ }/ L9 ^5 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
    - N: U4 p7 J4 n% D6 n这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。" h5 m$ o% l. Z' l& Q- ^
    & z  X: L4 b; V
    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 ...

    9 C0 q3 |- a3 H' x* 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。
    2 H1 N- H: r  D3 i( E
    # I4 Y- {* z7 y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; K+ H) A4 }; `; K$ }1 j( 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。  `" K1 }) ]6 y: j7 K$ _% w
    1 ^$ o  [$ t+ M4 f! I; m$ d
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    1 a3 R, H3 S* f/ j: ]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。6 K5 F+ \1 U  }0 z2 N' n
    8 r2 ~( [( S: @7 r& v3 T9 O% O
    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。  {- W$ ?# O' q) Z- V6 K) x

    0 A# i6 d4 g- a2 k9 h2 u: @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; j3 }- A. X7 ]+ T' u) D) G' l
    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。
    , P4 H5 _2 T( w( y; Z# A6 @
    / b/ {) l3 A+ M/ A0 J, q你 ...

    + K* a! [, P! `- E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/ L2 v  v! ?' ^! Z7 r7 B
    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。 ...

    % y) R- c: b9 v( u2 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
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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
    , r9 t- S0 J! c2 I! l: G没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    . E2 A. _" h! c3 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。4 G' ^) b  l4 d9 F; F
      S0 F9 r9 y, s9 t, z
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
    $ z0 m5 {7 K! o# \这团队还有B站账号,经常发视频。
    ' X! Y! D+ N) phttps://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. O1 M* x9 Q& K
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。5 v) Z. g6 P1 ]$ ~- K0 n
    ( P* `; J1 ^  v0 J/ U1 o* 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 ...
    8 u8 C! M! o. f- ^
    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) E# K5 N/ ^# e0 @
    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。$ x8 x  Z2 t! M3 }6 q) Y  v9 Q) O5 ^

    # D& ?" i; t+ V# q) N: K9 N$ Wht ...

    0 G$ a0 ?& x" c- h, 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 10:32* t2 e, }" f  G  H# E  F" \
    淡化水上用不了吧?
    " U: B8 O' _1 c/ e" k
    为什么?船上也需要淡水啊?
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  • TA的每日心情
    慵懒
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    [LV.6]出窍

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    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 L6 ]/ ^, R+ ~, X0 t& N5 E为什么?船上也需要淡水啊?

    & y9 n& p3 i% A/ R* X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
    4 d( \5 c! e# o' {/ ~! k吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    $ o, D% J# f9 L4 W! ^) \) v2 g, w9 w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
    7 f$ q6 D% w- e% o  Z水蒸气里哪有盐离子啊?
    . K+ \$ i0 B% \! S" }! n! b* F
    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
    ; G) C7 s& _3 T  k- o为什么?船上也需要淡水啊?
    ! K* h% X. ]* f" [

      M6 ]% H! Q+ I- J" H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。$ D1 u7 H8 y! S

    5 e1 q; c& E% q, v( L. y4 u7 ~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
    & Z: z( P/ `) o/ s2 H5 t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 ...

    3 G, q7 ~5 H$ q% P% o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。+ N% j8 `/ y" Z
    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
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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
    ' C' O# K; i' F) |7 W+ y4 c4 K% K" s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。. B6 ?/ ?7 X, }9 I. K
    9 _" ~2 u! u" m4 Y6 z# o7 R' c/ ]
    ht ...

    : X0 ]# r+ X+ d此处应该@testjhy  老师
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