【碳纳米管】助力解决世界水资源问题
碳纳米管,是兼具“碳”、“纳米”、“管(圆筒)”这三个要素的极细碳纤维,被广泛应用于锂离子电池的电极材料等用途。信州大学正在推进开展将这种纳米材料应用于海水淡化技术的研究。
——海水淡化是人类社会面临的共同课题——
联合国儿童基金会(UNICEF)发布报告称,全世界约有6.6亿人无法获得安全的饮用水,每年有30万婴幼儿因水污染而丧命。饮水问题不光被列为联合国可持续发展目标(SDGs)的第六个目标,而且水还与其他许多主题相关。例如,有很多女性被迫在艰苦条件下去取水,有很多孩子也因为取水而无法充分接受教育。在海水淡化国际会议上,也有人发表关于水与性别平等、教育机会均等紧密相关的论文。世界上自来水能够直接饮用的国家只有十几个。在自来水基础设施老化和水源恶化背景下,提高生活用水质量成为紧迫课题。
国际社会正朝碳中和方向大步迈进。以沙特阿拉伯为首的中东国家正在计划增加植被和保护海洋生物,就是其中一个潮流。因此,可持续发展的海水淡化技术成为必要条件。随着全球变暖而出现的沙漠化,以及人口增多、经济增长等原因,导致水消费急剧增加,水资源紧张状况日益突出。通过海水淡化技术的进步和制水技术的革新来开拓水资源,是人类社会面临的共同课题。
——反渗透膜技术进步使成本降低——
在海水淡化利用方面,目前的主要技术路线是“反渗透膜法”。就是利用反渗透原理,只让水分子能够通过有无数细微孔洞的膜,从而将盐分从海水中过滤掉,从而制备淡水。目前,全世界每天用这种方法生产6500万吨水,这相当于拥有约1400万人口的东京都自来水日用量的14倍。经过这种方式淡化处理后的水,60%用作城市用水,30%用作工业用水。反渗透膜技术已经为人类做出了巨大的贡献。
反渗透膜自20世纪70年代成功研发出来后,进行了诸多改良。现在被广泛应用的反渗透膜,是由一种名为“交联芳香族聚酰胺”的高分子尼龙制成的,是一种厚度只有几百纳米的薄膜。使用反渗透膜淡化海水的技术,作为一种安全可靠的制水方法,正在为世界做贡献。但今天这个时代,人们高度重视可持续发展的地球生态环保措施,这就要求还要有进一步的技术革新。
首先应该改善的是降低成本。目前,对反渗透膜施加5-7兆帕的巨大压强,可以去除99.8%的盐分,制备出水来。这一过程需要消耗大量电力,制水成本每吨约1美元。将这一成本降低一半,已成为海水淡化国际会议的目标之一。
如何防止海洋污染,也是必须考虑的问题。在海水淡化过程中,每制备1升饮用水会产生约1.5升的浓缩液体“brine(高浓度盐水)”。由于高浓度盐水中含有两倍于海水浓度的盐分,必须考虑其对海洋生态系统的影响,特别是在封闭性海域环境之中。作为应对措施最值得期待的是,将含有高浓度盐分的废水当作可再利用的矿物资源来看待。目前正在推动从中回收盐分、锂、镁等矿物资源的研发工作。为了削减成本,加强环保措施,必须进一步提升反渗透膜的强韧度。
——从海洋环保角度来看也要增强韧性——
为了减缓反渗透膜老化,提高其强度,重要的是要减少附着在膜上的污垢。海水中含有浮游生物等各种杂质,因此在海水过滤阶段会发生膜被堵塞的现象。海藻中的褐藻酸和植物腐败产生的腐殖酸等天然有机物,是特别难以去除的污垢。这些污染物会使反渗透膜的分子层级扩散路径发生堵塞,降低膜的透水性能和脱盐率。这样一来,即便提高施加在膜上的压力也无法保证制备水量,只能停止运作。虽然将海水淡化装置暂时停转,把纯水灌入膜中,是可以洗掉膜表面的污垢的。这也是需要成本的。
而为了减少堵塞膜,必须提前用药剂处理准备淡化的海水,通过化学预处理方法去除海水中的杂质。在此过程中使用的药剂,会在无害化处理后遗弃到海里。从海洋环保的观点来看,我们要将药剂的使用量控制到最低。如果膜的耐久性得以提高,所需药剂的总量就能减少。因此,基于这一点,人们热切期待出现更加强韧的反渗透膜。
——成功开发出全新的反渗透膜——
为了回应这种需求,2013年,我们在信州大学成立了产官学联动的研究机构“全球水创新中心”,使用纳米技术(超微技术)的代表性材料——碳纳米管研究开发反渗透膜。碳纳米管是同时具备“碳”“纳米”“圆筒”这三种要素的物质,在铁等金属粒子的催化作用和约1000℃的温度下,可由甲烷等碳氢化合物生成。它只有五万分之一头发丝那么细,重量极轻,强度是钢的数十倍,而且化学特性稳定,能高效导热导电,因此被用作锂离子电池的电极材料,为电池性能的提升做出了贡献。除此之外,它还作为网球拍和高尔夫球杆的长柄等碳纤维增强树脂的添加材料被广泛使用。碳纳米管可以用生物甲烷来制备,此种情况下会生成副产品氢气,属于一种环保型纳米材料。
2018年,信州大学在现有的交联芳香族聚酰胺中混入碳纳米管,成功研发出全新的反渗透膜。因为混合了比例恰当的纳米材料,所以膜本身自带正电,表面的凹凸也减少了。结果,那些被称为“foulants(污垢)”的杂质就很难附着在膜上了。
如果将含有碳纳米管、不易堵塞的纳米复合膜推广商用,就有可能实现符合环保世纪潮流的“绿色海水淡化技术”,既节能,又能尽量少地使用药剂,有利于生态环境。
从2020年开始,在北九州的“北九州水广场”,通过纳米复合膜将真实的海水进行淡化处理,其针对污染物质的性能得到验证。通过这类实验,能够证明与以往的膜相比,各种药剂使用量能显著降低,膜的使用寿命也能够延长。基于实验结果我们可以期待,海水淡化装置能运行得更久,运营成本也有望减少10-15%。甚至还能简化海水预处理设备装置,而这原本是成本居高不下的原因之一。
目前,信州大学正在与国内外海水淡化相关企业和研究机构合作,推进将这种纳米复合膜实装到海水淡化装置的研究。此外,信州大学开发的反渗透膜,也可用于下水处理和至今尚未被充分利用的工厂排水再利用方面,在构建与环境、社会相协调的水资源再利用系统方面也大有前景。我相信,在碳纳米管技术研究方面处于世界最尖端地位的信州大学所研发的纳米复合膜,将对解决世界水资源问题做出巨大贡献。
全文请看日本网:https://t.cn/A6x9hPCC
#日本[超话]# #信州大学# #碳纳米管# #海水淡化新技术# #珍惜水资源#
碳纳米管,是兼具“碳”、“纳米”、“管(圆筒)”这三个要素的极细碳纤维,被广泛应用于锂离子电池的电极材料等用途。信州大学正在推进开展将这种纳米材料应用于海水淡化技术的研究。
——海水淡化是人类社会面临的共同课题——
联合国儿童基金会(UNICEF)发布报告称,全世界约有6.6亿人无法获得安全的饮用水,每年有30万婴幼儿因水污染而丧命。饮水问题不光被列为联合国可持续发展目标(SDGs)的第六个目标,而且水还与其他许多主题相关。例如,有很多女性被迫在艰苦条件下去取水,有很多孩子也因为取水而无法充分接受教育。在海水淡化国际会议上,也有人发表关于水与性别平等、教育机会均等紧密相关的论文。世界上自来水能够直接饮用的国家只有十几个。在自来水基础设施老化和水源恶化背景下,提高生活用水质量成为紧迫课题。
国际社会正朝碳中和方向大步迈进。以沙特阿拉伯为首的中东国家正在计划增加植被和保护海洋生物,就是其中一个潮流。因此,可持续发展的海水淡化技术成为必要条件。随着全球变暖而出现的沙漠化,以及人口增多、经济增长等原因,导致水消费急剧增加,水资源紧张状况日益突出。通过海水淡化技术的进步和制水技术的革新来开拓水资源,是人类社会面临的共同课题。
——反渗透膜技术进步使成本降低——
在海水淡化利用方面,目前的主要技术路线是“反渗透膜法”。就是利用反渗透原理,只让水分子能够通过有无数细微孔洞的膜,从而将盐分从海水中过滤掉,从而制备淡水。目前,全世界每天用这种方法生产6500万吨水,这相当于拥有约1400万人口的东京都自来水日用量的14倍。经过这种方式淡化处理后的水,60%用作城市用水,30%用作工业用水。反渗透膜技术已经为人类做出了巨大的贡献。
反渗透膜自20世纪70年代成功研发出来后,进行了诸多改良。现在被广泛应用的反渗透膜,是由一种名为“交联芳香族聚酰胺”的高分子尼龙制成的,是一种厚度只有几百纳米的薄膜。使用反渗透膜淡化海水的技术,作为一种安全可靠的制水方法,正在为世界做贡献。但今天这个时代,人们高度重视可持续发展的地球生态环保措施,这就要求还要有进一步的技术革新。
首先应该改善的是降低成本。目前,对反渗透膜施加5-7兆帕的巨大压强,可以去除99.8%的盐分,制备出水来。这一过程需要消耗大量电力,制水成本每吨约1美元。将这一成本降低一半,已成为海水淡化国际会议的目标之一。
如何防止海洋污染,也是必须考虑的问题。在海水淡化过程中,每制备1升饮用水会产生约1.5升的浓缩液体“brine(高浓度盐水)”。由于高浓度盐水中含有两倍于海水浓度的盐分,必须考虑其对海洋生态系统的影响,特别是在封闭性海域环境之中。作为应对措施最值得期待的是,将含有高浓度盐分的废水当作可再利用的矿物资源来看待。目前正在推动从中回收盐分、锂、镁等矿物资源的研发工作。为了削减成本,加强环保措施,必须进一步提升反渗透膜的强韧度。
——从海洋环保角度来看也要增强韧性——
为了减缓反渗透膜老化,提高其强度,重要的是要减少附着在膜上的污垢。海水中含有浮游生物等各种杂质,因此在海水过滤阶段会发生膜被堵塞的现象。海藻中的褐藻酸和植物腐败产生的腐殖酸等天然有机物,是特别难以去除的污垢。这些污染物会使反渗透膜的分子层级扩散路径发生堵塞,降低膜的透水性能和脱盐率。这样一来,即便提高施加在膜上的压力也无法保证制备水量,只能停止运作。虽然将海水淡化装置暂时停转,把纯水灌入膜中,是可以洗掉膜表面的污垢的。这也是需要成本的。
而为了减少堵塞膜,必须提前用药剂处理准备淡化的海水,通过化学预处理方法去除海水中的杂质。在此过程中使用的药剂,会在无害化处理后遗弃到海里。从海洋环保的观点来看,我们要将药剂的使用量控制到最低。如果膜的耐久性得以提高,所需药剂的总量就能减少。因此,基于这一点,人们热切期待出现更加强韧的反渗透膜。
——成功开发出全新的反渗透膜——
为了回应这种需求,2013年,我们在信州大学成立了产官学联动的研究机构“全球水创新中心”,使用纳米技术(超微技术)的代表性材料——碳纳米管研究开发反渗透膜。碳纳米管是同时具备“碳”“纳米”“圆筒”这三种要素的物质,在铁等金属粒子的催化作用和约1000℃的温度下,可由甲烷等碳氢化合物生成。它只有五万分之一头发丝那么细,重量极轻,强度是钢的数十倍,而且化学特性稳定,能高效导热导电,因此被用作锂离子电池的电极材料,为电池性能的提升做出了贡献。除此之外,它还作为网球拍和高尔夫球杆的长柄等碳纤维增强树脂的添加材料被广泛使用。碳纳米管可以用生物甲烷来制备,此种情况下会生成副产品氢气,属于一种环保型纳米材料。
2018年,信州大学在现有的交联芳香族聚酰胺中混入碳纳米管,成功研发出全新的反渗透膜。因为混合了比例恰当的纳米材料,所以膜本身自带正电,表面的凹凸也减少了。结果,那些被称为“foulants(污垢)”的杂质就很难附着在膜上了。
如果将含有碳纳米管、不易堵塞的纳米复合膜推广商用,就有可能实现符合环保世纪潮流的“绿色海水淡化技术”,既节能,又能尽量少地使用药剂,有利于生态环境。
从2020年开始,在北九州的“北九州水广场”,通过纳米复合膜将真实的海水进行淡化处理,其针对污染物质的性能得到验证。通过这类实验,能够证明与以往的膜相比,各种药剂使用量能显著降低,膜的使用寿命也能够延长。基于实验结果我们可以期待,海水淡化装置能运行得更久,运营成本也有望减少10-15%。甚至还能简化海水预处理设备装置,而这原本是成本居高不下的原因之一。
目前,信州大学正在与国内外海水淡化相关企业和研究机构合作,推进将这种纳米复合膜实装到海水淡化装置的研究。此外,信州大学开发的反渗透膜,也可用于下水处理和至今尚未被充分利用的工厂排水再利用方面,在构建与环境、社会相协调的水资源再利用系统方面也大有前景。我相信,在碳纳米管技术研究方面处于世界最尖端地位的信州大学所研发的纳米复合膜,将对解决世界水资源问题做出巨大贡献。
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#日本[超话]# #信州大学# #碳纳米管# #海水淡化新技术# #珍惜水资源#
《风起洛阳》上线播出,大制作、高成本的古装剧,原作者知名度高、参演阵容又有顶流加持,当然“自带关注”。
然而剧作播出之后、口碑相当两极分化。
除却关于剧情节奏、演员演技的讨论之外,女主角宋茜的头套,也引发了诸多吐槽。
她的头套被认为相当突兀,对颜值没有正向加持,反而有减分的负面效果。
对比剧中另外两位女演员宋轶和张俪,目前女主角宋茜的扮相“最吃亏”。
当然,三位女性角色设定都很典型,差异在于完成度。
宋茜饰演的武思月,是“外刚内柔”型的帅气女性角色。
热衷打打杀杀,探案心思机敏。
不惧危险,不贪权势,个性耿直、心性纯良。
打戏干脆利落好看,性格也很有担当。
“我以内卫月华君之名起誓”,台词蛮有魄力。
可惜宋茜的台词功力,略有些一言难尽。
“进步空间巨大”。
武思月这样的女主角,应该是典型的青衣类型。
倘若宋茜的台词更成熟,倘若剧作对节奏的把控能力更娴熟,武思月会是很能圈粉的帅气女性角色类型。
如果说武思月是更偏向于“女观众喜欢”、更强调女性独立意识的角色,那么宋轶饰演的柳七娘,则是男频小说中常见的女性角色典型。
一门心思死活要爱男主,家世好、条件优,长相漂亮、性格温柔。
死乞白赖非要缠着百里弘毅,不论男方怎么拒绝都一往情深。
如果不是王一博的女友粉,女观众未必能get到这类女性角色,甚至有“女舔狗”的嫌疑。
但对男频小说的男性受众来说,这可能是很受欢迎的常规配置。
宋茜对比宋轶,女主角的“吃亏之处”在造型上很明显。
宋轶的裙子、头饰等装扮都花枝招展,很漂亮,但宋茜饰演的武思月服饰打扮都相对更简洁。
至于武思月“人格魅力”上的帅气吸引力,目前受制于诸多因素,未必有直观效果。
至于张俪饰演的窈娘,则是男频故事中“红尘知己”的典型。
能力出众,打理着神都最大的赌场,命令“拖出去打一顿”语气轻松,是个狠角色。
作风泼辣,以“调戏”的名义向来搜查的亭长传话,滴水不漏。
有能力又有真性情,对高秉烛也非常牵挂。
可惜高秉烛因为身负血海深仇、不人不鬼,总是辜负她“我的事情你不知道是对你好”。
你看,其实《风起洛阳》中武思月、柳七娘、窈娘三个女性角色,都很常见。
说好听一些叫“典型”,说刻薄一些叫“高度套路化”。
这类角色是否能出彩、是否能打动观众,关键在于完成度。
(因为类似的角色各路影视剧小说中实在太多)
宋茜表演非科班出身,张俪和宋轶似乎更有优势一些,服装也更夺目一些。
后续这种状况是否会改变,我们拭目以待。
然而剧作播出之后、口碑相当两极分化。
除却关于剧情节奏、演员演技的讨论之外,女主角宋茜的头套,也引发了诸多吐槽。
她的头套被认为相当突兀,对颜值没有正向加持,反而有减分的负面效果。
对比剧中另外两位女演员宋轶和张俪,目前女主角宋茜的扮相“最吃亏”。
当然,三位女性角色设定都很典型,差异在于完成度。
宋茜饰演的武思月,是“外刚内柔”型的帅气女性角色。
热衷打打杀杀,探案心思机敏。
不惧危险,不贪权势,个性耿直、心性纯良。
打戏干脆利落好看,性格也很有担当。
“我以内卫月华君之名起誓”,台词蛮有魄力。
可惜宋茜的台词功力,略有些一言难尽。
“进步空间巨大”。
武思月这样的女主角,应该是典型的青衣类型。
倘若宋茜的台词更成熟,倘若剧作对节奏的把控能力更娴熟,武思月会是很能圈粉的帅气女性角色类型。
如果说武思月是更偏向于“女观众喜欢”、更强调女性独立意识的角色,那么宋轶饰演的柳七娘,则是男频小说中常见的女性角色典型。
一门心思死活要爱男主,家世好、条件优,长相漂亮、性格温柔。
死乞白赖非要缠着百里弘毅,不论男方怎么拒绝都一往情深。
如果不是王一博的女友粉,女观众未必能get到这类女性角色,甚至有“女舔狗”的嫌疑。
但对男频小说的男性受众来说,这可能是很受欢迎的常规配置。
宋茜对比宋轶,女主角的“吃亏之处”在造型上很明显。
宋轶的裙子、头饰等装扮都花枝招展,很漂亮,但宋茜饰演的武思月服饰打扮都相对更简洁。
至于武思月“人格魅力”上的帅气吸引力,目前受制于诸多因素,未必有直观效果。
至于张俪饰演的窈娘,则是男频故事中“红尘知己”的典型。
能力出众,打理着神都最大的赌场,命令“拖出去打一顿”语气轻松,是个狠角色。
作风泼辣,以“调戏”的名义向来搜查的亭长传话,滴水不漏。
有能力又有真性情,对高秉烛也非常牵挂。
可惜高秉烛因为身负血海深仇、不人不鬼,总是辜负她“我的事情你不知道是对你好”。
你看,其实《风起洛阳》中武思月、柳七娘、窈娘三个女性角色,都很常见。
说好听一些叫“典型”,说刻薄一些叫“高度套路化”。
这类角色是否能出彩、是否能打动观众,关键在于完成度。
(因为类似的角色各路影视剧小说中实在太多)
宋茜表演非科班出身,张俪和宋轶似乎更有优势一些,服装也更夺目一些。
后续这种状况是否会改变,我们拭目以待。
#健康养生#
肺癌病人的饮食注意什么?
关于肺癌病人吃什么利于恢复的问题,这里先强调,肺癌病人的饮食其实分两种,一种是早期肺癌,现在70%不抽烟的人得肺癌,在这种病人里我们建议他的饮食是正常饮食下,少吃一点雌激素高的食物,还有一类就是中晚期肺癌,中晚期肺癌的病友做完手术以后或者是不能做手术的,他要接受化疗,放疗,免疫治疗,靶向治疗等多种治疗,肺癌本身就是个“吸血鬼”,而且是永远吃不饱的吸血鬼,它会大量夺取人的营养,所以对于中晚期肺癌的病人,我们是建议一定要加强营养,多吃蛋白质,一般建议起码是每天两杯牛奶,两个鸡蛋,一定要多吃蛋白! https://t.cn/R2WxQOQ
肺癌病人的饮食注意什么?
关于肺癌病人吃什么利于恢复的问题,这里先强调,肺癌病人的饮食其实分两种,一种是早期肺癌,现在70%不抽烟的人得肺癌,在这种病人里我们建议他的饮食是正常饮食下,少吃一点雌激素高的食物,还有一类就是中晚期肺癌,中晚期肺癌的病友做完手术以后或者是不能做手术的,他要接受化疗,放疗,免疫治疗,靶向治疗等多种治疗,肺癌本身就是个“吸血鬼”,而且是永远吃不饱的吸血鬼,它会大量夺取人的营养,所以对于中晚期肺癌的病人,我们是建议一定要加强营养,多吃蛋白质,一般建议起码是每天两杯牛奶,两个鸡蛋,一定要多吃蛋白! https://t.cn/R2WxQOQ
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