從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉，該?；瘜W(xué)與材料科學(xué)學(xué)院徐鑫教授課題組在自清潔輕質(zhì)混凝土研究中取得重要進(jìn)展——采用一種簡單的方法制備出了具有自清潔、超疏水、高氣孔率，隔熱和隔音的輕質(zhì)混凝土。

相關(guān)研究發(fā)表在 ACS Applied materials & Interfaces上。

推行建筑節(jié)能環(huán)保，是形成綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展的關(guān)鍵之一。其中輕質(zhì)混凝土在外墻保溫領(lǐng)域得到了越來越大的重視，它可以降低熱量的損耗，同時替代傳統(tǒng)的有機泡沫，又能起到防火的效果。

據(jù)介紹，預(yù)計到2022年，我國外墻保溫材料市場規(guī)模將超過2000億元，具有自我清潔的建筑材料引起了研究者的廣泛關(guān)注。

從池塘里的荷葉到壁虎的腳，自然界有許多自我清潔的表面。水滴撞擊這些超疏水或極度憎水的表面，會形成水滴，在滾下來的同時清除灰塵顆粒和污染物。因此開展超疏水建筑材料的研究是實現(xiàn)自清潔的有效途徑。

目前超疏水材料主要通過表面涂覆有機硅來實現(xiàn)，雖然可以起到自清潔效果，但其修飾層局限在材料表面，倘若受到機械磨損，很快會失去疏水性能，也限制了材料的長時間穩(wěn)定應(yīng)用。

多年來，該徐鑫和陳初升教授課題組合作進(jìn)行多孔陶瓷的表面疏水改性研究。徐鑫課題組在制備混凝土?xí)r加入了油相、乳化劑和少量的聚二甲基硅氧烷（PDMS），制備均勻疏水修飾的3D 輕質(zhì)混凝土塊體。在乳化劑的幫助下，形成許多含有 PDMS 的微小油滴。隨后對混凝土進(jìn)行干燥和加熱，實現(xiàn)了 PDMS對孔隙和陶瓷粉體的均勻修飾。通過調(diào)節(jié)油水比例，可大范圍調(diào)整試樣的孔隙率、抗折強度、體積密度。由于所得多孔混凝土的氣孔尺寸只有30微米左右，遠(yuǎn)小于市售泡沫混凝土的1mm，因此其雖重量輕，但機械強度強。

由于原始粉體粒度小，修飾過程中的熱處理使疏水基團(tuán)均勻包覆在粉體的表面，制備出的輕質(zhì)混凝土水接觸角可達(dá)166°，水滴滴在試樣表面會迅速彈開，密度小于1.0g/cm3的試樣可漂浮在水面上，即使將試樣浸入到水中，也會迅速上升到水面上。

成功制備的這一超疏水輕質(zhì)混凝土能排斥灰塵顆粒和液體，包括牛奶、啤酒、醬油、咖啡和染色的水，可以浸泡在液體中，不留下任何污漬。即使經(jīng)過機械磨損、高溫?zé)崽幚砗突瘜W(xué)腐蝕，這種材料仍然保持超疏水特性。此外，多孔混凝土還能吸收噪音和隔熱，這是建筑材料的另兩種吸引人的特性。