“自清潔”混凝土省時(shí)省力

朱崇愷

如果墻壁可以實(shí)現(xiàn)自我清潔，便能有效改善環(huán)境衛(wèi)生

如果建筑材料可以自我清潔，就能節(jié)省企業(yè)和居民大量的時(shí)間和精力，還可以降低醫(yī)院等環(huán)境中疾病傳播的風(fēng)險(xiǎn)。在美國(guó)化學(xué)會(huì)《應(yīng)用材料和界面》期刊發(fā)表的一篇文章中介紹了一種新研制的混凝土，它不僅結(jié)實(shí)、隔熱、隔音，更重要的是具有自清潔的功能，當(dāng)牛奶或咖啡等液體灑到墻上時(shí)，不僅不會(huì)污染墻面，還能帶走灰塵顆粒。

從荷葉葉面到壁虎的腳，大自然中有許多生物自我清潔的例子。當(dāng)水滴滴到這類具有超疏水特性的材料表面時(shí)，水會(huì)聚集成團(tuán)并完全滑落，同時(shí)帶走物體表面的灰塵顆粒和污染物?？茖W(xué)家們?cè)噲D通過(guò)向混凝土中加入疏水性材料來(lái)引入這種自清潔性能。但是，傳統(tǒng)的做法通常是在已成形的物品表面添加超疏水涂層，表面的涂層會(huì)隨著時(shí)間流逝而刮擦或磨損，無(wú)法長(zhǎng)期有效。如果只是簡(jiǎn)單地在干燥前向混凝土中添加疏水性材料，通常會(huì)影響混凝土的固化過(guò)程從而削弱其強(qiáng)度，極大地影響建筑材料的功效。中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)與材料科學(xué)學(xué)院的徐鑫教授及其同事們希望用一種簡(jiǎn)單的方法，制造具有堅(jiān)固的機(jī)械性能和自清潔性能的多孔混凝土。

研究人員在濕混凝土中添加了油、乳化劑和叫作聚二甲基硅氧烷（PDMS）的疏水硅聚合物。在乳化劑的幫助下，油會(huì)形成許多含有PDMS的小液滴。然后，加熱并干燥混凝土，使油蒸發(fā)出去，留下包含PDMS涂層的小孔。所得的多孔混凝土重量輕，但機(jī)械強(qiáng)度高。在實(shí)驗(yàn)中，研究人員將材料浸在牛奶、啤酒、醬油、咖啡和染色的水中，取出后發(fā)現(xiàn)都沒有留下任何污漬。即使經(jīng)過(guò)機(jī)械研磨、熱處理和化學(xué)暴露，該材料仍可保持超疏水性。此外，多孔混凝土還能吸音和隔熱。