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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 H& \6 }& Y+ F1 F, b4 k
9 U& i# ^/ z9 z$ 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。
8 v3 X6 C% A6 R+ a6 q0 t8 K; r8 Z6 R! p" G: w
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。' N3 y6 ?$ K, ]; W3 X: d- d1 M
  V. @1 |. M2 B, J: g' f# 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。+ H1 ]3 N) O0 I" L
+ {- q$ r/ [$ p
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。
( P# g6 H2 j4 q/ B
& K( p: u4 I- |% I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。1 s' E0 c; _2 b/ O2 N) q

' E* H7 L/ i- A5 u& w3 U# x- T0 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。9 J% C; a0 T0 }- A
6 y1 ^+ d& M+ b( Y! B
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。
- W/ V- B- `" L( `' \8 A- R2 x1 ]( R( @+ O9 c& g4 I- Y
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。- Q* O  h. q; e) k
- \" L+ c4 }8 j. P" \8 p
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。
2 c6 q+ Q: i( v5 a, R6 a; ~  e. o& p3 E# \& o8 \$ {4 ?: w7 m) G
规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。2 T' b1 v" o% k8 [9 A
7 d/ Y' m2 Z. Z7 S. J0 l9 [
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。* d* Y9 _, s2 o  ?* U6 }) C% A$ f. h
! y" z6 l, z7 c, `& 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。
) ?  J* q+ Z3 S# w& K7 T4 l4 D/ E
5 O& J5 @: e* I7 y8 k; f" [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。5 H8 A- {# q+ u1 J$ _# k+ ?: B( ^  I

7 T, M$ d# t1 i# M6 Q$ 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
    2025-6-30 08:53
  • 签到天数: 2967 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。
    6 n+ K0 \4 o9 s- W% H5 o2 X6 G/ P" D! {) `. V0 U9 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。, t0 s! f3 u5 l- r' Q, o& _

    7 N, l- M: x4 b3 J) l" Q) ^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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    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
    4 小时前
  • 签到天数: 1307 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
    - R( p/ h; {6 |
    水风 发表于 2022-7-28 17:025 s7 Q, R; E. ?. |) c1 _; R- w$ X
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。% r: D# T. V' [9 f& Q' Q

    1 ]8 i4 M$ s; G+ 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 ...
    ' J" I' F  p" Z4 k) q7 [
    " [; n" x$ k5 U5 N- B
    厉害。" J7 D$ N7 q+ m  ]+ M) u
    0 M! ~) f* O6 w( R
    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
    6 c: X, ~8 `1 g( v" c" S2 ^. |- o( m这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    ( c7 Q' |* j0 h9 W5 f
    ( v6 Q& \& b  h! e# s5 i4 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 ...
    # I; o/ s; {0 M+ ]" c# A
    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。. _! L% @$ q  G: N
    ; H) X4 r4 U! J3 s5 [# S
    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 10:351 o8 g2 F  j* v* a
    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 g0 Q! Z1 b" F, N6 B, {3 o3 i
    - f/ q( ?8 K" f
    海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    , `  |5 [( Z! v( }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。
    : z2 k! c& F9 x& I# P' X
    ; i1 j) p1 @3 t& Z+ 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。& m. ~) q4 `# h0 U  `

    0 b1 X( L6 {- a; p+ i7 o. 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
    - }6 B, D: `% |/ Y  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。
    & O! F; {, a+ I! @! L
    " J5 m3 A: Z3 w' f! g- m4 v2 A* ^你 ...
    ( \7 u, t4 Q9 o  _2 o
    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' K; n' q1 W' W/ s3 a' y
    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。 ...
    ! a. \' I  X" 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
    ; O9 z" i* I) W  k1 y* _没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    + N# B! A; |, n+ H2 B  |# i/ C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。- G0 \6 l; a5 Y. g- O% E$ D

    3 U! X4 ?: Z, Zhttps://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm3 M7 x$ Z. Z" G- t8 p( i( b
    这团队还有B站账号,经常发视频。( V% u3 H% G4 j
    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 20:02/ E1 I% i0 @2 \
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。6 L- G" r3 l0 D, k

    % Z& Y  ]* U9 T3 W' k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 ...
    " d4 |# q# Y' n" P0 U; h
    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
    . f0 Z) C: \% @( `/ X& M" 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。- K3 u8 f, v2 y8 G/ B- C3 H
    7 q* r; R) p, l$ E9 ^6 B
    ht ...

    / p! I* G9 V% t6 w4 K! H+ 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
    , u" }4 o% K/ H5 q  e! E2 r2 Z1 B淡化水上用不了吧?
    ; @- ^& }2 B% g- M7 `" q
    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, d6 L3 g3 q5 w
    为什么?船上也需要淡水啊?
    ( w# n. g7 g4 U8 d/ G
    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
    2025-8-14 01:12
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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* l+ ?2 M% A  f9 e0 b4 I
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    . j' F# j2 M& Q& I% w3 [
    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
    % k7 J) Z& z  t4 I1 K) [水蒸气里哪有盐离子啊?

      e! A# g1 }% e5 l7 t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
    9 E! R. s/ s5 S为什么?船上也需要淡水啊?
    0 w3 I3 v& E0 K/ X: e) Z
    8 }0 Y+ q. b1 C/ }6 Q0 f
    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。, y8 G! u* J$ @# q
    . {9 j# Y6 k3 S2 J. {9 k- S
    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 01:441 d3 N4 Y2 f2 a- W/ _5 _
    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 ...

    5 s! y! d) W* Z' Q" I% T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。! }2 j/ h, M) D+ J* B
    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
    + [2 I. ]& O0 N4 c. B  z: k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。; f/ y  q6 {3 L. Q! k' _" Q
    + \) Y+ I) l# \* I. P- a
    ht ...

    8 q$ [6 V- S$ ]) g1 L* t0 I3 V此处应该@testjhy  老师
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