科技日报记者 吴长锋
记者从中国科学技术大学获悉，该校化学与材料科学学院徐鑫教授课题组采用一种简单的方法，制备出具有自清洁、超疏水、高气孔率，隔热和隔音性能皆佳的轻质混凝土，有望实现上述建筑物自清洁的设想。相关研究日前发表在《美国化学学会：应用材料与界面》上。
从池塘里的荷叶到壁虎的脚，自然界有许多自我清洁表面。水滴撞击这些超疏水或极度憎水的表面，在滚下来的同时清除灰尘颗粒和污染物。目前超疏水材料主要通过表面涂覆有机硅来实现，虽然可以起到自清洁效果，但其修饰层局限在材料表面，倘若受到机械磨损，很快会失去疏水性能，也限制了材料的长时间稳定应用。
科研人员在制备混凝土时加入了油相、乳化剂和少量的聚二甲基硅氧烷，制备均匀疏水修饰的3D轻质混凝土块体。在乳化剂的帮助下，形成许多含有聚二甲基硅氧烷的微小油滴。随后对混凝土进行干燥和加热，实现微小油滴对孔隙和陶瓷粉体的均匀修饰。由于原始粉体粒度小，修饰过程中的热处理使疏水基团均匀包覆在粉体的表面。水滴滴在这种混凝土试样表面会迅速弹开。通过调节油水比例，可大范围调整试样的孔隙率、抗折强度、体积密度。由于所得多孔混凝土的气孔尺寸只有30微米左右，远小于目前市场上销售泡沫混凝土的1毫米气孔，因此其虽重量轻，但机械强度强，抗压耐磨损。
这种具有荷叶般自清洁的轻质混凝土能排斥灰尘颗粒，以及牛奶、啤酒、酱油、咖啡和染色的水等液体。即使将这种材料浸泡在液体中，也不会留下任何污渍。更为神奇的是，经过机械磨损、高温热处理和化学腐蚀，这种材料仍然能够保持超疏水特性。此外，这种多孔混凝土还能隔热和吸收噪音。
