第282章 海水淡化技術已經有了?

珠海航展,只是中國發展的一個縮影。

它見證了中國工業從弱到大,從大到強。

它的影響力不斷增強的背後,折射出的是中國的影響力在不斷變強。

蔡晉在珠海航展一結束,就返回了老家。

金窩銀窩,不如自己的狗窩。

還是自己的老窩,待得最安全最舒服。

蔡晉回到公司,便給研究院下達了研發海水淡化技術。

研究院,除了總部研究院之外,還有華北、東北、華東、華中、華南、西南、西北七個區域研究院。

每個研究院,有兩千個科研人員,八個研究院足足有1.6萬個科研人員,再加上後勤、行政等相關工作人員,達到2.2萬人!

研究院,也是未來科技集團,平均薪酬最高的!

去年工資、獎金等屬於薪酬支出的,足足達到了88億,平均年薪40萬!

這裡面,可是還有許多是博士後、應屆研究生之類的廉價勞動力,以及後勤、行政等相關工作人員的被平均。

在研究院,技術大拿年薪都是很恐怖的,年薪超過千萬的都有。

而且可以預見的,隨着職稱、技術水平的提升,薪酬方面的支出,將會呈現快速上升趨勢。

研究院的研究課題,多種多樣,只有想不到的,就沒有做不到的。

每個科研人員,名校本科生是最低學歷,碩士研究生都比比皆是,博士都一大堆!

未來科技集團,學歷最高的,就是研究院。

研究院,既擔負着集團的科研課題,同時也會與外面企業合作展開科研課題或者是進行技術授權。

結果沒多久,研究院負責人帶着幾個人,就找上蔡晉了。

會議室,蔡晉有些好奇地看着幾個人。

“李院長,怎麼研究課題剛發給你,你就找我了?海水淡化技術很難麼?”蔡晉有些不解。

李慶國,總部研究院院長,也是各個研究院最大的領導,今年才五十歲,但是卻是材料領域的帶頭人。曾以蘇省理科狀元考入哈工大,後來前往斯坦福大學攻讀博士學位,並且在美國從事博士後工作,留美工作五年,毅然辭去了優越的工作,帶着老婆孩子回國,被哈工大特聘爲教授。

三年前,被蔡晉給挖到研究院,負責着研究院的組建。

再未來科技集團雄厚的財力支持下,短短一年多時間,李慶國便組建起完整的八個研究院,搭建起完整的組織結構模式,下了大力氣挖了很多技術大拿。

以前,生化環材是屬於大學專業四大天坑,這可不僅僅是指本科,哪怕是博士畢業的,同樣也是如此。

找工作難找,找好的工作就更難!

幹着最苦逼的活,拿着微薄的薪水。

很多人其實沒得選!

在這樣的情況下,八個研究院的招聘,揮着鋤頭挖牆腳,那是一挖一個準。

“蔡董,其實這個研究課題,沒有必要。”李慶國是個典型的技術人員,說話直來直去,不會去搞虛的。

“爲何?”蔡晉好奇。

李慶國理所當然地說道:“因爲海水淡化技術,已經不是問題,不管是我們,還是海外,都解決了技術。”

“什麼?那我怎麼沒有看到技術的應用?”蔡晉有些不解。

李慶國耐心地解釋着。

蔡晉這才明白,原來海水淡化技術,數十年來始終是一個科研熱點,各個國家、上百個科研機構都在研究着海水淡化技術。

而最近二十來年,石墨烯應用於海水淡化,普遍被看好。

早在之前,理論計算證明,石墨烯可以應用於海水淡化,製成的單層納米孔二維薄膜相比傳統海水淡化膜具有超高的選擇性分離效率。

這個技術,自然是很好,但是之所以沒有應用於工業,而是停留在實驗室,就是因爲它存在着一些需要解決的問題。

第一個問題,就是之前石墨烯的產量低,價格高,應用於海水淡化,那麼成本會比較高。

第二個問題,就是大面積石墨烯內部存在的晶界會降低石墨烯的機械性能,引入納米孔的過程將會進一步降低機械性能,導致分離薄膜容易發生局部破裂,極大地降低分離效率和分離選擇性。

而目前的石墨烯海水淡化膜分爲兩類。

一類是以麻省理工學院教授RohitKarnik團隊爲代表所研究的單原子層厚的納米多孔薄膜。

但是,單原子層厚的石墨烯機械強度較弱,所以實驗研究中用到的石墨烯都用了聚合物膜支撐。

並且直接通過高能電子束轟擊或氧等離子體刻蝕在石墨烯內部引入亞納米孔,孔徑分佈範圍較廣,極大地降低了分離效率,所以無法應用於實際。

另外一類是炸藥物理學獎得主、曼徹斯特大學教授AndreGeim團隊研究的氧化石墨烯膜。

氧化石墨烯容易量產,但是氧化石墨烯膜浸潤在溶液中之後,氧化石墨烯片層之間會吸水擴大層間距,降低了海水淡化效率,因此現有的研究工作主要集中於如何控制氧化石墨烯片層之間的層間距。

另外國內也有相關的研究成果。

那就是製作的石墨烯納米篩和碳納米管相結合的二元結構石墨烯薄膜,該薄膜兼具前者的選擇性分離效率和後者的強度優勢。

單原子層厚的納米多孔二維材料具有最小的水傳輸阻力和最大的水滲透流量,是構建超薄高效海水淡化膜的理想材料。

然而,將超薄二維材料應用於實際海水淡化面臨着兩大難題。

首先是如何製備具有優異機械強度和柔性的大面積無裂縫的納米孔二維薄膜。

其次是如何在薄膜內部引入高密度均一孔徑分佈的亞納米孔,實現水分子的高效選擇性通過和鹽離子/有機分子的有效截留。

對於第一個難題,碳納米管具有優異的機械性能,並且與石墨烯的結構類似,兩者之間可以通過π-π鍵和範德華力相互作用。

由碳納米管搭接形成的碳納米管薄膜是一種多孔的網絡結構的薄膜,不僅可以與石墨烯的結構完美匹配,也不會影響水滲透率。

因此,因此國內的研究機構想到將納米孔石墨烯與碳納米管結合來彌補前者的缺陷。

他們先在銅箔上生長出一層單層石墨烯,再在上面的一些區域覆蓋相互連通的碳納米管網絡,將銅箔溶蝕掉之後就得到了一張碳納米管支撐的石墨烯薄膜。

爲取得高密度均一孔徑分佈的亞納米孔,他們在石墨烯表面生長了一層均一孔徑分佈的介孔氧化硅作爲掩模板,用氧等離子體刻蝕去掉介孔氧化硅孔徑內的石墨烯。

<div class="contentadv"> 氧等離子體刻蝕時間越長,刻蝕掉的石墨烯越多,石墨烯的孔徑也就越大。

這樣就可以通過調控氧等離子體刻蝕的時間來調控石墨烯納米篩的孔徑。當刻蝕時間控制在10秒時,孔徑爲0.63納米,可以有效允許直徑0.32納米的水分子通過並阻擋直徑0.7納米的鹽離子。

這種薄膜可以不經聚合物支撐懸空、彎曲、拉張而不產生明顯裂縫。

測試和計算結果顯示,新的薄膜能承受380.6MPa應力,楊氏模量達到9.7GPa,這3倍於碳納米管薄膜,相當於納米孔石墨烯薄膜2.4倍的拉伸剛度和10000倍的彎曲剛度。

於是,他們做出了一張又大又強韌的石墨烯介孔薄膜。

那麼它的過濾性能又如何呢?

在10秒之內,刻蝕的石墨烯納米篩/碳納米管薄膜滲透率可以達到20.6升每平米每小時每大氣壓。

24小時滲透之後鹽離子截留率大於97%。

相對商用的三乙酸纖維素淡化膜,新型石墨烯納米篩/碳納米管薄膜的水滲透率提高了100倍,抗污染能力更強。

而且由於不受內部濃差極化效應制約,薄膜在高濃度鹽環境下仍然可以保持較高的水滲透率。

國內研究機構製成的新型石墨烯納米篩/碳納米管薄膜不需要聚合物支撐就結實耐用,併兼具多種滲透效率優點。

當然這種海水淡化技術,也不是沒有問題的,那就是難以量產,若解決量產問題,就可以大規模應用。

“李院長,那研究院這邊的海水淡化薄膜有什麼問題?”蔡晉揉了揉太陽穴,有些不解。

李慶國說道:“並沒有什麼大問題,石墨烯和碳納米管的複合薄膜,實現量產不是問題,我們的薄膜質量非常強。”

“可是,現在石墨烯和碳納米管的產量不夠。”

“我記得,石墨烯和碳納米管的產量已經很高了纔對,怎麼會不夠?”蔡晉有些不解。

石墨烯和碳納米管的很多技術、生產工藝,可都是蔡晉搞出來的。

甚至他還扶持了企業,生產石墨烯和碳納米管。

畢竟他可沒有那個精力,去生產這方面的材料。

“蔡董,現在產量是很高,可是這很高的產量是相對的,產量很高,需要它的也很多,很多高精尖的,都需要它。”李慶國說道。

蔡晉都有些傻眼了。

竟然是產能跟不上需求,是那種供不應求的。

石墨烯,自從當初被發現的時候,就被譽爲世界上最薄、嘴硬的材料,被譽爲‘黑金’、‘新材料之王’。石墨烯的厚度可達頭髮絲的20萬分之一,強度是鋼的200倍。在之前,石墨烯一直被科學家們乘坐是21世紀最重要的新材料。

石墨烯不僅在電子產品、新能源電池、航空航天領域有着巨大作用,在醫療領域也被視爲引發下一次醫療革命的關鍵。

石墨烯的應用前景不可估量,自然引得各個國家投入巨資進行研究、生產。

而在以前,中國已經蟬聯多年石墨烯產量第一的寶座了,常年石墨烯產量佔世界產量的50%以上。

這幾年,因爲蔡晉引發的蝴蝶效應,使得石墨烯產量大幅度提升。

就在去年,石墨烯產量超過了800萬噸,超過之前的十倍。

可是這麼大的產量,竟然還不夠!

“產量不夠,投資加大生產就是。”蔡晉說道。

“蔡董,這些企業擴大生產,也不是一蹴而就啊,需要大量的資金、大量的人才、設備!”李慶國有些無奈。

這些新材料,誰不想一蹴而就直接產能飛天。

可問題是,這些都是需要時間。

蔡晉有些無奈,明明技術都不是問題了,可是卻需要等,這簡直坑爹。

蔡晉和李慶國等人聊了聊,心中漸漸已經有數了。

說到底,石墨烯、納米管等其實是在分配,只要他們要,還是可以拿到一些份額。

既然是這樣,蔡晉自然是不會客氣。

蔡晉讓李慶國他們拿出一整套方案,搞一套200萬噸/日級別的海水淡化廠出來。

無論如何,怎麼也要在他們這附近,建立一座海水淡化廠。

這幾年,爲了確保他們這裡的供水需求,政府是不斷地從九龍江引水,水廠也是建了一座又一座。

但是依舊還是不夠,其他地方總是需要停水停電,以供應他們這裡。

如果建成一座200萬噸/日規模的海水淡化廠,那麼別說是滿足他們這裡的供水需求了,甚至於整個水仙市,都夠了,加上現有的水廠,估計未來十年二十年都不用擔心水廠的供水能力不足。

而200萬噸/日規模的海水淡化廠,理論上只需要11000平方米的薄膜,而薄膜使用壽命是半年,也就是說一年大概只需要22000平方米的薄膜。

再怎麼樣,他這張臉,還是有些值錢的。

當然,一座海水淡化水廠,也不是想建就可以隨意建的,這事還得跟政府做好溝通,選擇好位置。

不是什麼地方,都是適合建海水淡化廠的。

沒多久,總平面佈置圖出來了,雖然不是很詳細,但是紅線、主要建築物等等,還是可以看得出來。

蔡晉拿着圖紙,帶着李慶國,直接前往市區。

這事得跟主要領導先溝通好,主要領導達成一致,那麼再上會就容易了。

哪怕是需要省裡甚至是部裡審批,蔡晉都可以幫忙跑一下。

對於家鄉的發展,蔡晉還是相當上心的。

而且這也是可以給未來科技集團帶來一些額外的收入渠道,雖然能夠賺到的錢,蔡晉有些看不上,但是不管怎麼樣,這種生意可不是一年兩年,而是二三十年甚至是更久。

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