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【中国科学报】仿生低碳新型建筑材料抗压强度达17兆帕

来源:中国科学院|

发表时间:2023-09-27

点击:1873

文章来源:中国科学报


利用沙漠沙、海沙、矿渣等不同固体颗粒均可构筑高强度仿生低碳新型建筑材料。中国科学院理化所供图


中国科学院理化技术研究所(以下简称中国科学院理化所)仿生材料与界面科学重点实验室研究人员受自然界中沙塔蠕虫构筑巢穴过程的启发,利用天然基黏结剂黏结沙粒、矿渣等各类固体颗粒,在低温常压条件下制备了力学性能优异的仿生低碳新型建筑材料,为建筑领域降低碳排放量提供了新思路。近日,研究成果发表于《物质》。


生产传统水泥基建材在高温焙烧过程中需消耗大量能量并产生巨额碳排放量。发展新型低碳建筑材料,尤其是基于天然原料的低碳建筑材料,对于在建筑领域内降低碳排放量具有重要意义。


论文通讯作者、中国科学院理化所研究员王树涛介绍,近年来,国内外开展了大量的研究工作,提出多种基于天然原料的黏结剂,如生物高分子、细菌矿化黏结剂及酶矿化黏结剂等。然而,目前利用各类天然基黏结剂黏结沙粒及其他固体颗粒所形成的块材强度普遍较低,难以满足实际建筑需求。因此,设计天然基低碳建筑材料仍具有挑战性。


王树涛团队受沙塔蠕虫筑穴启发,利用仿生策略,设计了天然基仿生低碳新型建筑材料。自然界中,沙塔蠕虫可通过分泌复合有正电性蛋白与负电性蛋白的黏液黏结沙粒构筑坚固的巢穴。受此启发,他们引入正电性季铵化壳聚糖与负电性海藻酸钠形成仿生天然黏结剂,实现了对于沙粒、矿渣等各类固体颗粒的牢固黏结,最终在低温常压条件下形成高强度低碳建筑材料。


论文第一作者、中国科学院理化所博士生徐雪涛介绍,该天然基仿生低碳新型建筑材料的抗压强度高达17兆帕,达到常规建筑材料抗压标准。此外,该建筑材料具有优异的抗老化性能、防水性能以及独特的可循环利用性能。


相关论文信息:https://doi.org/10.1016/j.matt.2023.08.023

(原载于《中国科学报》 2023-09-27 第1版 要闻)

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