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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 0 b  ?/ P6 i0 z# i

, \$ y+ b  q& ?$ J; ^- U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。
: t! h6 {& K4 s0 V: u
+ a/ r: z3 V5 K5 w; U9 t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。
" B# e  J/ o2 G: S, z( d" T# f1 w0 p; Z$ r, ?' 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。
( |4 A. {' c5 o& K: x3 v. r" q- e2 U
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。" }' ]$ g5 K, b1 q& k0 g) q3 f1 W

0 R% W, F, M) L4 p0 p. `# n4 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。
) p7 ]) H( {7 Y6 J' i2 a; ?  `* l# r' i
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。  L1 ~- {3 \$ u4 c2 P
4 \& X  G5 q( ~! l
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。
8 |5 q4 U2 J' e: a+ y5 q, e+ P- q" c' j. B
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。( I6 x  M5 b" q7 Z% v0 x7 O: ^
# F2 c; j& c4 _0 ^! [1 U- q1 E: G  u
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。
) a  o: r  O6 j0 r' L; S2 w8 t  \' Q
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。
  t  n# G- A# C! R
% y. ^% B% C' A0 S3 e% n5 K7 N在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。8 j6 A  H& ~0 @; b4 G
* A! C2 c- b5 S6 t0 U+ T
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 |4 l( M- U1 K2 L' Q  [" }
3 t0 |: G7 q. S: x0 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。
/ [" t( j* ~( A  J8 }
, @9 a. N3 w7 c) f% }: ^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
    昨天 14:38
  • 签到天数: 2975 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
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    [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。, Z* }7 V9 C# [6 d; N

    ' U: w. K3 s: q  l. {, C" {5 j$ 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 S- I! e! p( M4 N  h

    ! x* O7 c* c1 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。

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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 10:29
  • 签到天数: 1502 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
    - Z" j8 l/ D3 O9 Z3 @% S1 ]3 }+ x
    水风 发表于 2022-7-28 17:02
    9 j# F: {: I* X: z6 A) T% M3 x8 V0 H这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    % a( I( X. h! d$ o- k) K( x. [+ H5 x# b
    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 ...
    # w5 J0 |: e# P0 b4 N& W; K
    " }6 b4 H/ W9 q- k
    厉害。
    : X  @0 G- P* S
    8 x* [3 A# i1 F$ K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
    ) }$ \9 F2 P2 F* x' t& S这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    - G& c4 Q+ o2 E! S, |2 R6 v) o
    3 E5 k7 t' i/ c. l$ 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 ...

    / g+ R2 @) N, Y4 }% 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。
    ) d  P. ?9 K' s3 O5 }+ u
    5 r& T6 B" Q7 b, F& C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 O! J: q' g. n8 c6 S' n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。, }7 v& U, L+ i% ~; s
    ; Q) Z! b7 m( X1 Z& ?5 T4 L
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    9 q/ f  M! H" H9 B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。' `- x" Q6 z( {! K2 p: s1 X

    % R6 f3 R( [7 ?# r! h8 T  S1 |- l! H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。
    : r; @& N% K! J" _) e' [
    1 ?, r& m# s3 ?0 I3 j0 a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
    9 o& Q; ]0 P. f% T/ P8 `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。
    : m; L7 H4 r# e$ U) H  {1 R- I. |
    ' C9 k0 L7 `4 H  M; ]7 E: y( Q你 ...
    2 y3 C7 }: T) t& w! K- i$ P% C
    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! c# x4 U/ S. r+ j( f
    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。 ...
    ! t& n( y* Y) w/ S# Q8 N. O4 j
    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
    ; G. X1 K& _- r6 x) V# E8 y2 c8 r没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    / D+ R2 h7 E2 C( A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。5 F! Z  p* a! |+ g& y+ A

    , |6 [5 W0 j( V% nhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm8 ~  q# C% Q  X
    这团队还有B站账号,经常发视频。* {, g  M6 h# s  q  P
    https://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
    8 @* K8 p: D+ U7 @. T这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
      h1 |) ]: M8 K  e6 j, v+ @* x1 p
    ; F5 v1 e  J- K( J/ r' y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 y' {* [. U2 [# M4 n5 T5 x. o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
    0 b! R( x- \4 p8 R  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。
    8 V% ^" N0 P8 H  O( j. }5 N& R! Y4 p
    ht ...

    & n' V% Y0 i- R% 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. u' k, [# c7 n6 r7 T2 S
    淡化水上用不了吧?

    : q: R/ e. t, ^6 e% s5 S" N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

    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' B% |+ z6 [, p  e, E
    为什么?船上也需要淡水啊?

    % n: c& \1 t! q, _* ~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  Q; s* S. j7 Z! w& l% f! e5 T
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?

    3 |0 b2 {8 x* d+ t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
    + [/ }8 m- h/ D$ j8 n水蒸气里哪有盐离子啊?
    $ ~2 F. k5 |$ g1 p. `6 e& n, ]! j. L
    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
    , ~+ u# J+ d4 v- e$ c/ d. _为什么?船上也需要淡水啊?

    & E1 ~; Y2 i! I5 D$ P5 R+ s1 F9 w3 i- P0 J! y. i$ B. B3 t
    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。
    # I1 S+ r" l1 ]4 w2 b' A0 b
    " Y* i# Y( ~8 n( H- a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
    & P$ I" O8 o3 }$ p9 @4 ?5 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 ...
    . U! F4 }; x1 @" L. d0 Y
    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。
    9 x) y! `) z! P  G  @5 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
    6 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
    ; ]2 v% u% S/ D. T8 y- t6 }3 t- o/ N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。
    * j  r: l* ]0 M: ~3 D$ x
    4 k0 _$ s3 A0 R& q. Lht ...

    8 `  |- c* g9 g0 B6 W$ q此处应该@testjhy  老师
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