近日,中國科學技術大學化學與材料科學學院徐鑫教授課題組在自清潔輕質混凝土研究中取得重要進展。他們采用一種簡單方法制備出具有自清潔、超疏水、高氣孔率、隔熱和隔音性能的輕質混凝土。
輕質混凝土在外墻保溫領域得到越來越多的應用,具有自清潔作用的輕質混凝土更是引起了研究者的廣泛關注,而開展超疏水建筑材料的研究則是實現自清潔的有效途徑。目前超疏水材料主要通過表面涂覆有機硅來實現,雖然可以起到自清潔效果,但其修飾層局限在材料表面,倘若受到機械磨損,很快會失去疏水性能,這限制了材料的長時間穩定應用。
為解決這一問題,課題組在制備混凝土時加入了油相、乳化劑和少量的聚二甲基硅氧烷(PDMS),制備出均勻疏水修飾的3D輕質混凝土塊體,在乳化劑的幫助下形成許多含有PDMS的微小油滴,隨后對混凝土進行干燥和加熱,實現了PDMS對孔隙和陶瓷粉體的均勻修飾。研究人員通過調節油水比例,可大范圍調整試樣的孔隙率、抗折強度和體積密度。
這一超疏水輕質混凝土排斥灰塵顆粒和液體,包括牛奶、啤酒、醬油、咖啡和染色的水,可以浸泡在液體中而不留下任何污漬。即使經過機械磨損、高溫熱處理和化學腐蝕,這種材料仍然保持超疏水特性。此外,多孔混凝土還能吸收噪音和隔熱,這是建筑材料的另兩種吸引人的特性