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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   ^+ N1 H6 U- S  w- t6 F1 i
. ~9 Q" h- q6 H" G9 t  {4 m" C$ {5 L
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。* h0 ^  _' ?: }/ K- {7 L
1 w% T% R8 U0 e; t8 Z) G  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。
- _6 C* l) s' T
5 `6 S) F) b: m: k( `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。
# s( B& a1 c) y2 V; s& R: m( L, L0 N2 L, d8 G5 ]4 n1 q
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。6 `) {/ ], ]& i' r+ l: ~

% ?+ i' r( V. B3 \" {# N) R0 a# y: ~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。
. ^$ [) \2 j0 M5 F
7 h' I2 e! m5 B" p; K  s' r9 U9 Q& }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。
6 w" z! T4 o4 M3 g- Y$ L+ R2 v! Q; `. m! P
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。7 s0 p, k) g; X( @& y! H* n
, i* w. N) I5 H  \) m
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。
9 J+ e. M1 C( P+ k4 n0 L- `  x
* c5 j! G* _8 b0 }3 H% U3 ^' X0 ]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。
! ?% e3 [$ G' `/ @$ h/ K
, R0 ^9 G" Y* ]3 E- P规模化后,在干旱地区用于农业滴灌也不是不可能的。+ G' z& I/ a( f1 `
6 z3 ]) z0 G+ ]- e% Q3 L) d- t
在医用方面,这可用于止血带。工业上的应用也是大大的。; a3 }9 `6 h) U( J

: K. o% C& L- N- L6 o. D" s/ 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。
! Y- a4 _( V7 w6 x: ?
1 H3 x% X4 ~) h- 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。
6 U5 J+ x, O5 D. p0 J& A: y6 e# A3 m' U% @! ~% E. G$ `0 ^3 W
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
    6 小时前
  • 签到天数: 3022 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。
    ' R( T, v& Q/ y2 c
    ) c1 f2 A# o3 f1 p% k2 }9 Z3 }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。! v6 X( I" @' N4 R
    : y5 p/ b0 E; V6 Z
    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
    昨天 13:03
  • 签到天数: 1551 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
    ) j! ]  S' @  ~  K
    水风 发表于 2022-7-28 17:02+ i3 G) P/ i  _, ^
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。
    . z- Y; O- Y5 \# k" `9 x9 C; V: P- @! c; y) a7 j
    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  B" p( f, c3 t6 K+ h: y- f! ~: u+ N
    厉害。4 G" y, u- ~$ q( X- m7 E7 m

    " {8 \. `7 U/ Q5 q: c6 n. f. z. \* }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 19:020 @- L* [9 ?4 P  k) x
    这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。: N3 H, X) @' v( H8 s2 M- `5 V8 w
    ' Q: h+ W: _* k3 v, r1 R. K! H
    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 j, K; B2 [% m1 }
    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。1 g6 f  Q6 Z# ?( O% c. l

    . d' a7 b6 g5 P. v; M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
    4 N# m& K4 v  f" _* E: S& 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。' k+ X  e5 |, m! I4 v9 u

    # c$ u! Y. g1 g2 d6 t' e2 b海岛上是大用处,船上也有用,军舰少带淡水, ...

    1 T  z1 i1 i/ u0 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。
    ! {. d+ i3 c' |( j6 K  Q7 I3 e6 s
    * M. F; u" c) @! m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。1 M/ X2 ?' e# ?% T3 j

    ; W8 R2 J  r7 j* H0 v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
    ! a9 z5 F0 Y, o3 K0 d; _6 E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。
    / K# }4 x+ r+ i9 C* U
    % n3 g$ S4 ?# t9 S, ?" D7 W5 j5 y你 ...
    6 U7 n; f( a- o' T
    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
      {* X  a. O6 x7 y4 ~" P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。 ...
    - V$ e* X# x- h& _7 V6 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
    . X2 v/ z" u7 c8 }6 z没有注意到。说说,这也是大事情啊!

    : O) n: ]  g; E) V! z2 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。0 _/ F! T+ @' X7 a
    $ R- m& m) C8 a
    https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/4/478241.shtm
      D* K5 s) ?* _! I% A+ l3 }, y这团队还有B站账号,经常发视频。9 R" X1 e0 c5 g+ I9 ~1 [8 k
    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
    ; [) p6 r' X4 j6 Q$ _这个东西用在海水淡化上才算是无本万利。  G" B" I1 S' b: ], \) g( d2 o8 M
    4 G6 h0 R1 r8 b; g5 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 ...
    ' |0 c% @' F" G% l
    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
    2 M; L# Y! J/ `+ U7 X+ X* \, T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。! Z6 P5 d+ J4 |8 ~* j, y8 G

    2 w: j) G# i: n4 k2 iht ...
    9 T0 a$ m  C! h" Q# Q' C% ~, O5 u
    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" v8 c9 ~4 E  c* e! n. z* }  w
    淡化水上用不了吧?

    % \- T1 H" @! x2 b) N8 U; |7 V6 ^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 12:451 o# z; P& S9 d( ?) C/ E) m* R
    为什么?船上也需要淡水啊?
    , \! L& x$ e$ X( v
    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
  • 签到天数: 815 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& M& W2 a7 Q# T; v1 u2 I5 W: @$ u
    吸附功能在盐水里能把盐离子分离出来?不太可能吧?
    # r$ ^2 S# z5 t% O
    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 13:493 N* L+ K2 B; x4 j  J( i
    水蒸气里哪有盐离子啊?

    ' M" W( u# H! V; B! Q7 v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 r4 c  S, N: v3 \4 Q, G6 w为什么?船上也需要淡水啊?

    / @" T, h6 U0 _3 D$ `' Q& o3 |1 Y; M% S$ S! p$ F/ L6 c8 O3 j# i
    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。. C/ u3 m1 K: n9 B
    % J7 ^- S+ a- P5 A7 ~
    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
  • 签到天数: 2 天

    [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
    . B$ m' a8 J( 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 ...
    2 y( F0 I/ k/ ^# `
    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。" j2 H6 i  w  M6 n7 H
    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
    4 天前
  • 签到天数: 1990 天

    [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
    % n3 D3 }3 u6 |: J! G8 ~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。7 h3 Z( r' S( d: F

    9 _: D: ^4 W$ @- i+ Jht ...

    $ m. ~; s: B+ P7 [1 G. V此处应该@testjhy  老师
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