“自清洁”混凝土省时省力

朱崇恺

如果墙壁可以实现自我清洁，便能有效改善环境卫生

如果建筑材料可以自我清洁，就能节省企业和居民大量的时间和精力，还可以降低医院等环境中疾病传播的风险。在美国化学会《应用材料和界面》期刊发表的一篇文章中介绍了一种新研制的混凝土，它不僅结实、隔热、隔音，更重要的是具有自清洁的功能，当牛奶或咖啡等液体洒到墙上时，不仅不会污染墙面，还能带走灰尘颗粒。

从荷叶叶面到壁虎的脚，大自然中有许多生物自我清洁的例子。当水滴滴到这类具有超疏水特性的材料表面时，水会聚集成团并完全滑落，同时带走物体表面的灰尘颗粒和污染物。科学家们曾试图通过向混凝土中加入疏水性材料来引入这种自清洁性能。但是，传统的做法通常是在已成形的物品表面添加超疏水涂层，表面的涂层会随着时间流逝而刮擦或磨损，无法长期有效。如果只是简单地在干燥前向混凝土中添加疏水性材料，通常会影响混凝土的固化过程从而削弱其强度，极大地影响建筑材料的功效。中国科学技术大学化学与材料科学学院的徐鑫教授及其同事们希望用一种简单的方法，制造具有坚固的机械性能和自清洁性能的多孔混凝土。

研究人员在湿混凝土中添加了油、乳化剂和叫作聚二甲基硅氧烷（PDMS）的疏水硅聚合物。在乳化剂的帮助下，油会形成许多含有PDMS的小液滴。然后，加热并干燥混凝土，使油蒸发出去，留下包含PDMS涂层的小孔。所得的多孔混凝土重量轻，但机械强度高。在实验中，研究人员将材料浸在牛奶、啤酒、酱油、咖啡和染色的水中，取出后发现都没有留下任何污渍。即使经过机械研磨、热处理和化学暴露，该材料仍可保持超疏水性。此外，多孔混凝土还能吸音和隔热。