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科技前沿

舌尖上的“战争”也是场硬仗——战略性新兴材料如何提升军队“衣、食、住、行”(二)
来源:《科技日报》记者  2017-03-02 11:03:03
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原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4466


 

  


  关注军工新材料

  兵马未动,粮草先行。拿破仑曾言:士兵是靠肚子行军打仗的。可见,千军万马的饮食绝不能马虎,是决定战争胜负的重要因素,舌尖上的“战争”也是场硬仗。

  对于现代军工领域,战略性新兴材料怎样助力打赢“舌尖之战”?就相关话题,2月20日,科技日报记者专访了全国特种合成纤维信息中心主任、北京新材料技术协会名誉会长、国家级有突出贡献专家罗益锋。他指出:“在中国这样地域辽阔的国家,要解决部队吃喝的问题,不同环境和地域采取的措施及手段不同,如偏远沿海岛屿、干旱炎热沙漠地带的边防哨所;而在和平时期与战争环境下也是不一样的。”

  轻便滤水有“神器”

  水是生命之源。目前,据说南海守岛部队的淡水供应量为每人每周25千克。可谓滴水贵如油!那么,在缺水的偏远边防、海域孤岛等地,以及军队越野行军途中,如何解决水的问题?

  罗益锋告诉科技日报记者,首先,部队在陆地行军途中,从江河、湖泊中取水变成饮用水,采用轻便的中空纤维超滤膜过滤。其膜孔径范围在0.01微米以下,管壁上布满微孔,可截留分子量达几千至几十万,能够彻底滤除水中的细菌、杂质和胶体等有害物质,保留水中对人体有益的微量元素和矿物质。

  而驻扎在海岛边防的部队,要进行海水淡化,需采用反渗透膜,这种膜一般由高分子材料制成,如醋酸纤维素膜和芳香族聚酰胺膜,它的膜孔径非常小,能够有效去除水中溶解的盐类和杂质等,达到淡化海水的效果。具体操作分两步,先用超滤膜预过滤细菌、杂质等,然后打入反渗透膜的装置中,出来的便是饮用水。并且,这种材料可过滤掉苦咸水中的不良物质,甚至把尿液中尿素等有害物质过滤掉,渗透出来的水可直接饮用。

  在世界盐分含量最高的海域红海,使用中空纤维超滤膜和海水淡化反渗透膜,一级分离即可把海水过滤成饮用水,可谓“神器”。这些膜分离技术都已被列入“十三五”国家战略性新兴材料规划之中。

  驻扎在南海基地,如南沙群岛的部队,不能总用军舰补给淡水,以往的方法是用多级闪蒸海水淡化法,但很耗电,海岛上没电就很难应用。现在比较好的办法是就地取材,建立小型海水淡化工场,采用太阳能发电进行水处理,这种方法技术上有一定难度,目前日本最先进。

  食物保鲜有高招

  食物保鲜,是军队食品物资保障的一个大课题。

  罗益锋介绍说,以前比较原始的保鲜办法是挖地窖,把食物储存其中,这样冬暖夏凉,不见阳光,保持水分不流失。现处于和平时期的部队营地,需要大规模储存食物,通常的做法是把食物放在相对密闭的仓库里,用充氮气的方式来保鲜,这就需要采用中空纤维气体分离膜把空气打入其中,过程当中将氧气和氮气部分分离,把富氮充进密闭的保鲜舱里,延长保鲜期。

  而行军路途中,为满足小范围食物保鲜需求,采用特殊保鲜膜,可以保持水分,但不让菌类透过,可以很好地保质军用食物中的干制食品,如压缩干粮。

 热食比较符合我国的生活习惯,各部队特别是寒区、高原部队对野战食品热食化的呼声很高。在寒冷季节,人体消化吸收功能减弱。冰天雪地中作战,一餐热食、一碗热汤,即能大大提高士气,迅速恢复体力。

  罗益锋说,有一种新型发热节能装置可以考虑用在部队,特别是在缺电或偏远地区。其发热体采用的是碳纤维或者是陶瓷粉体材料,插电即热,可为边防哨所官兵烧水做饭。其中陶瓷粉体采用粉煤灰电厂的废料加工制成,造价低廉。这两种材料耗电量与电热炉、暖气和空调相比,节能25%—40%,可达到同样的热度。

  自给自足有妙法

  由于向边疆哨所运输补给困难,一些国家的边防军队部分食物供应自给自足。罗益锋对科技日报记者说,无论是驻守在边防线,还是海防线的部队,在不同条件下可因地制宜,采用各种手段改善生存条件。

  例如,在偏远海岛驻扎的部队需从长计议,靠海吃海。要大范围养殖鱼群,需采用超高分子量聚乙烯纤维编制的网箱,其面积很大,达方圆几公里,因其纤维轻度高,即便七八级台风呼啸而来都不会被扯破。若是岛屿上只有几个人,平时钓鱼可用聚偏氯乙烯鱼线,由于其遮光指数与水相近,鱼眼看不见鱼线,往往上钓率很高。

  而驻扎在荒芜戈壁滩的部队,首先要治理周边的环境,较有效的治沙办法是用聚乳酸纤维制的缆绳把沙漠先大块分割,避免沙漠扩展蔓延,由此辟出保水区。然后,种植耐高温干旱的植被,既可以用天然肥料如人畜粪便,也可用生物新材料技术改良土壤,使环境得以改善。

  饲养鸡鸭兔牛羊骆驼等牲畜,可为部队提供营养餐食,这就需要种植牲畜所需的饲料,罗益锋介绍,可种植富含17种氨基酸的皇竹草,同时还种植瓜果蔬菜。罗益锋曾与几个同事在中东干旱之地做过二三个月的种植实验,在皇竹草种子下面撒一抔呈粉末状的超吸水树脂,其可吸收比自身重量多300倍的水。当根部周围水分逐渐蒸发,这种树脂会一点点释放出水。若把复合化肥也掺入树脂中,可以随着水分一点点给予植物根部,促使植物茁壮成长,浇水施肥10天内无需打理。这种纤维失去水分后又还原为粉体状,仍可反复使用。

 
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?show=detail&c_id=288&news_id=4466