別光盯着軍工科技和大國重器,民用科技方面,中國也在突破_風聞
晨枫-军事撰稿人-古今多少事,都付笑谈中2022-08-26 02:43
南華早報報道,ACS Applied Materials & Interfaces(一本材料與界面科學方面的專業國際雜誌)本期發表了瀋陽的東北大學田野(音譯)團隊的成果。這與東風、風電場或者黑魚、黑絲都沒有關係,就是很樸素、很便宜的超級海綿。
這東西的神奇在於:吸水能力超強。在90%的相對濕度環境裏,可以從空氣中吸收兩倍於自身重量的水分;直接浸入水中,可以吸收4.3倍於自身重量的水分。秘密在於超級細小的空泡。一般海綿在吸收一定的水分後,表層會形成“水膜”,阻擋內部空泡繼續吸收水分。這種新的超級海綿可以避免“水膜”的形成,吸水能力極大提高。
這是團隊在研究氯化鈣和氯化鋰的性質時偶然發現的。好處是這東西成本很低,一公斤的成本大概2.8美元,十五人民幣上下。
具體使用時,可在夜間温度較低(相對濕度提高)的時候吸收水分,然後用加熱的方式以水蒸氣形式釋放出來,用冷凝面就可以捕獲。放在陽光下的暖棚類裝置就可以,爐子加熱當然也可以。這是傳統的吸收-解吸過程,沒有多大的奧妙,最大的奧妙就在於微空泡的尺度。這事説起來簡單,做起來難,做到還要低成本才是最難的。
超級海綿可以在20-100%相對濕度環境裏使用,這差不多是夏日下塔克拉瑪干大沙漠和晚上的上海黃梅天之間的範圍了。相對濕度越高,吸水越快;相對濕度越低,吸水需要的時間越長。這沒辦法,超級海綿也變不出水來,得空氣裏有水分才能捕獲。
解吸、冷凝後基本上就是蒸餾水,除非裝置不乾淨,否則可以直飲。常年飲用蒸餾水不好,需要加鹽和礦物質,但這就比較容易了。按照測算,1公斤超級海綿平均每天可提供約2.5公斤的飲用水,夠一個人用了。
在沙漠、乾旱、海島地區,這可以基本解決飲用水問題。即使在乾旱的沙漠,空氣中依然有水分,只是很難化為雨水降落。老天不降雨,那就用超級海綿“抓”下來。在海島上,空氣中的水份更多,只是不易轉化成飲用水、日用水,降雨收集也需要設施,看天用水。
其實很多沿海地區都缺水,當然缺的是淡水。在中國,北方沿海有這個問題。在北美,整個西海岸都缺水,温哥華每年一到夏天就限制用水,還有專人巡邏,專抓擅自給草地或者菜園澆水的(手拿龍頭沒事,自動噴淋犯規)。從空氣中吸收、解吸是比蒸餾或者反滲析法的海水淡化要高效率、低耗能得多的辦法,從濕潤的海洋空氣裏“收穫”淡水,應用潛力巨大,而且旱澇保收。
再開點腦洞的話,還可以在洪澇季節收集空氣中的水分,影響降雨的時間和分佈,控制洪澇。或者黃梅天室內除濕。
在長途野營跋涉時,帶上超級海綿“抓”水,可以減少攜帶的飲用水,就地補充。
軍用上當然意義更大。在缺水地區作戰,很少有軍隊被餓垮的,但常有軍隊被渴垮的。在水源水質不好的地方,這也比淨化藥片管用。
規模化後,在乾旱地區用於農業滴灌也不是不可能的。
在醫用方面,這可用於止血帶。
工業上的應用也是大大的。
即使在家用方面,作為擦布、拖把、尿片等,也是大有可為。潮濕地區的去濕器更是很大的商機。
這種科技不高大上,不抓眼球,但實用價值極大。一段時間以來,人們關注的中國科技都集中在軍工和大國重器方面,這些當然是重要的,但超級海綿這樣的實用、低成本科技至少同樣重要。
另一個事與軍用一點關係也沒有了,但對生態很重要。《科技日報》報導,揚州大學叢海兵團隊針對太湖藍藻問題,研究了全新的加壓控藻方法。
藍藻是南方內湖裏常見的生物公害,在高温、高光照、低流動情況下,特別容易爆發性生長。現在農田化肥和各種有機質流入湖水中,加速藍藻生長。藻類死亡分解時氣味難聞,還會導致其他生物缺氧死亡,釋放的毒素更是直接危害人類健康。
傳統方法是人工打撈,成本較高;引入江河水流加速湖水週轉有水源限制;化學藥品則危害太大,已經很少用了。
叢海兵團隊利用藍藻為了懸浮於水面而體內進化出微氣囊而提供浮力的特點,另闢蹊徑,用物理加壓破壞氣囊,使得藍藻沉入水下,在温度較低、缺少光照的水底自生自滅,切斷繁殖鏈。
具體使用時,無人機在湖面搜索,引導控藻船前往,大面積處理後的湖水裏,浮游藍藻濃度降低80%以上,有效控制繁殖基數。
這是有效、環保、保護生態的生物公害控制方法,對太湖和東南內湖沿岸具有重大作用。
這些事其實很值得説一説的。