恒达主管 12月11日电 现代高层建筑需“人工吊绳”清洗墙面,耗力、费水且存在危险。有没有一种建材,下一场雨建筑就焕然如新?

新型“自我清洁”混凝土问世!隔热隔音且能起到防火效果

近期,中国科学技术大学教授徐鑫等人创新方法,制备出一种超疏水、高气孔率、隔热与隔音性能俱佳的轻质混凝土,有望实现建筑物“自我清洁”的设想。美国化学会学术期刊《应用材料与界面》日前发表了该成果。


从池塘里的荷叶到壁虎的脚,自然界有许多物质的表面可以“自我清洁”。当雨水撞击这些超疏水物质的表面,会形成水滴,在滚下来的同时清除灰尘颗粒和污染物,因此研究超疏水建材是个很有意义的方向。传统的超疏水材料主要通过表面涂覆有机硅来实现,但这种修饰层容易磨损,很快就会失去自清洁功能。


实验表明,这种轻质混凝土不仅能排斥灰尘颗粒,还能排斥牛奶、啤酒、酱油、咖啡等有色液体,即使将其浸泡在有色液体中也不会留下污渍。更为神奇的是,即使经过机械磨损、高温热处理和化学腐蚀,这种材料仍然能够保持超疏水特性。同时,它还具备很好的隔热和隔音性能。


恒达主管 目前超疏水材料主要通过表面涂覆有机硅来实现,虽然可以起到自清洁效果,但其修饰层局限在材料表面,倘若受到机械磨损,很快会失去疏水性能,也限制了材料的长时间稳定应用。

新型“自我清洁”混凝土问世!隔热隔音且能起到防火效果

恒达主管 多年来,该徐鑫和陈初升教授课题组合作进行多孔陶瓷的表面疏水改性研究。徐鑫课题组在制备混凝土时加入了油相、乳化剂和少量的聚二甲基硅氧烷(PDMS),制备均匀疏水修饰的3D轻质混凝土块体。在乳化剂的帮助下,形成许多含有PDMS的微小油滴。随后对混凝土进行干燥和加热,实现了PDMS对孔隙和陶瓷粉体的均匀修饰。通过调节油水比例,可大范围调整试样的孔隙率、抗折强度、体积密度。由于所得多孔混凝土的气孔尺寸只有30微米左右,远小于市售泡沫混凝土的1mm,因此其虽重量轻,但机械强度强。

新型“自我清洁”混凝土问世!隔热隔音且能起到防火效果

由于原始粉体粒度小,修饰过程中的热处理使疏水基团均匀包覆在粉体的表面,制备出的轻质混凝土水接触角可达166°,水滴滴在试样表面会迅速弹开,密度小于1.0g/cm3的试样可漂浮在水面上,即使将试样浸入到水中,也会迅速上升到水面上。


成功制备的这一超疏水轻质混凝土能排斥灰尘颗粒和液体,包括牛奶、啤酒、酱油、咖啡和染色的水,可以浸泡在液体中,不留下任何污渍。即使经过机械磨损、高温热处理和化学腐蚀,这种材料仍然保持超疏水特性。此外,多孔混凝土还能吸收噪音和隔热,这是建筑材料的另两种吸引人的特性。


恒达主管 据悉,这项研究引起国际学界的广泛关注,美国化学会网站、每日科学、国际财经时报等多家媒体进行了报道,并制作了科普视频在网络上传播。


恒达主管文章来源: 新华社,中国新闻网

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