當小龍蝦加入筑路大軍

安九

小龍蝦是甲殼界的翹楚，無論是煎炒還是油炸，出鍋后滿身油光，讓人垂涎三尺。但是，小龍蝦并不滿足當食物界的網紅，它們還想要加入筑路大軍。最近，長沙理工大學博士團隊發明的一項技術，實現了它們的這一愿望。

2019年6月，長沙理工大學博士生導師呂松濤教授帶著研究了一天課題的博士生們去校外吃夜宵，看著大家面前堆積得越來越多的小龍蝦殼，突然靈機一動，說道：“小龍蝦殼經過200攝氏度以上的高溫油爆后還能保持原來的形狀，說明它的高溫性能十分不錯，如果把它混合到基質瀝青里，會不會提高瀝青的耐高溫性呢？”話一出口，正在吃小龍蝦的博士生們眼睛都亮了。是呀，在我國南方的夏天，瀝青路變軟、粘鞋底是很常見的問題，而小龍蝦殼含有大量的蛋白質、礦物質和少量色素，常常是蚊子的棲息地和滋生地。如果能把小龍蝦殼的耐高溫性與瀝青巧妙地結合起來，不僅能加強道路建設，還能改善環境。在呂松濤教授的指導下，夏誠東博士帶領團隊馬上投入研究。

為了研究小龍蝦殼粉對瀝青黏結劑力學性能、高溫穩定性和抗蠕變性能的研究，團隊成員分別進行了軟化點實驗、滲透實驗和動態剪切流變實驗。

科研團隊從長沙熟食廢棄物中收集到了足夠量的小龍蝦殼，用自來水沖洗后，在100攝氏度的烤箱中烘干一夜，再將足夠干凈的小龍蝦殼放入粉碎機里制成粉末。軟化點指數是物質軟化的溫度，是評價瀝青黏結劑性能的關鍵指標，它表征了瀝青黏結劑的黏度、高溫穩定性和溫度敏感性。在相同的溫度下，當小龍蝦殼粉用量分別是5%、10%和20%時，瀝青黏結劑的軟化點會隨著小龍蝦殼粉用量的增大而增大。因此，科研團隊初步判定小龍蝦殼粉可以提高瀝青混合料的硬度。

隨著加載頻率的增加，瀝青的高溫特性也會隨之增強，頻率主要反映了交通荷載對路面作用的持續時間。在動態剪切流變實驗中，科研成員發現在瀝青黏結劑中加入小龍蝦殼粉后，混合物的頻率增加，剪切應力引起的變形減小。也就是說，小龍蝦殼粉可以提高瀝青黏結劑的高溫性能。

多應力重復蠕變恢復實驗采用瀝青蠕變回復率和不可回復蠕變柔量，以及相應的應力敏感性作為其高溫性能的評價指標，可以很好地反映出改性瀝青的非線性黏彈性響應。其中，不可回復蠕變柔量已被證實與改性瀝青車轍性能具有較好的相關性。通過實驗，科研人員發現在一定范圍內，小龍蝦殼粉與瀝青的混合物比單獨瀝青的抗永久變形性能力更強。也就是說，小龍蝦殼粉能顯著提高瀝青黏結劑的抗蠕變性。

目前為止，改善瀝青性能的主要方法是添加橡膠粉等改性劑，存在剛度不足等問題。而夏誠東團隊通過傅里葉變換紅外光譜測試結果表明，小龍蝦殼粉不會影響瀝青的化學結構，其改性主要是一個物理過程。換句話說，在瀝青中添加小龍蝦殼粉，瀝青本身適用于修路的化學性質并不會改變，而且可以更有效地提高瀝青黏結劑的力學性能，以及瀝青混合料的滲透性和軟點強度。

2020年4月15日，夏誠東團隊的研究成果發表在國際SCI期刊《清潔生產雜志》上，并且申請了國家專利，不久后就能投入實踐。有了這項創新技術之后，網友們戲稱：“以后吃小龍蝦也是為環保做貢獻了。”