“自清潔”混凝土省時省力

朱崇愷

如果墻壁可以實現自我清潔，便能有效改善環境衛生

如果建筑材料可以自我清潔，就能節省企業和居民大量的時間和精力，還可以降低醫院等環境中疾病傳播的風險。在美國化學會《應用材料和界面》期刊發表的一篇文章中介紹了一種新研制的混凝土，它不僅結實、隔熱、隔音，更重要的是具有自清潔的功能，當牛奶或咖啡等液體灑到墻上時，不僅不會污染墻面，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。當水滴滴到這類具有超疏水特性的材料表面時，水會聚集成團并完全滑落，同時帶走物體表面的灰塵顆粒和污染物。科學家們曾試圖通過向混凝土中加入疏水性材料來引入這種自清潔性能。但是，傳統的做法通常是在已成形的物品表面添加超疏水涂層，表面的涂層會隨著時間流逝而刮擦或磨損，無法長期有效。如果只是簡單地在干燥前向混凝土中添加疏水性材料，通常會影響混凝土的固化過程從而削弱其強度，極大地影響建筑材料的功效。中國科學技術大學化學與材料科學學院的徐鑫教授及其同事們希望用一種簡單的方法，制造具有堅固的機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，但機械強度高。在實驗中，研究人員將材料浸在牛奶、啤酒、醬油、咖啡和染色的水中，取出后發現都沒有留下任何污漬。即使經過機械研磨、熱處理和化學暴露，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。