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科学家开发耐用的新型混凝土

少儿编程网2021-06-25 13:48:17儿童科普文章 人已围观 来源:少儿编程 -用户投稿

简介据外媒New Atlas报道,随着科学家们努力提高混凝土的强度和耐久性,“神奇材料”石墨烯被证明是一种有前景的添加剂,这也许并不令人惊讶。作为世界上最强的人造材料,它可能有很多东西可以提供给建筑界,而这一最新的例子来自美国西北大学的研究人员,他们已经开发出一种新型的石墨烯填充水泥,具有很强的防水性和抗裂性。  作为世界上使用最广泛的材料--混凝土生产的关键成分,水泥具有巨大的环境足迹,占全球温室气

  据外媒New Atlas报道,随着科学家们努力提高混凝土的强度和耐久性,“神奇材料”石墨烯被证明是一种有前景的添加剂,这也许并不令人惊讶。作为世界上**强的人造材料,它可能有很多东西可以提供给建筑界,而这一**新的例子来自美国西北大学的研究人员,他们已经开发出一种新型的石墨烯填充水泥,具有很强的防水性和抗裂性。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  作为世界上使用**广泛的材料--混凝土生产的关键成分,水泥具有巨大的环境足迹,占全球温室气体排放量的8%左右。研究人员希望通过开发持续时间更长的混凝土形式来减少这一负担,从而减少对进一步的混凝土的需求,以取代受损的结构。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  混凝土结构失败的原因之一是裂缝的形成,开始时是微小的破裂。一旦水渗入这些破裂处,就会导致它们的规模不断扩大,直到整个东西需要修复或更换。我们已经看到了一些有趣的方法,科学家可能能够干预这一过程,例如通过“自我修复”混凝土,在血液酶、真菌和特殊胶水的帮助下修复裂缝。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  石墨烯也可能在这方面发挥一定作用。我们已经看到了有希望的混凝土原型,它使用片状石墨烯来降低水的渗透性,甚至看到了旧轮胎如何被转化为石墨烯来生产更坚固的混凝土。而这项技术正开始进入现实世界,工程师们**近在英国浇筑了世界上第一块石墨烯增强的混凝土板。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  西北大学的研究人员一直在研究另一种增压水泥配方,其中加入了这种神奇材料的微小颗粒,使混凝土更耐水。该团队试验了一系列的颗粒类型,包括碳纳米管、碳纳米纤维和石墨烯纳米片,然后通过一种被称为划痕测试的先进技术测试它们的性能。这使材料的微观位点受制于锥形探针,以测试其断裂反应。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  “我能够同时观察许多不同的材料,”该研究的主要作者Ange-Therese Akono说。“我的方法直接在微米和纳米尺度上应用,这节省了大量的时间。然后在此基础上,我们可以了解材料的行为方式,它们是如何裂开的,并**终预测它们对断裂的抵抗力。”Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  这些实验还使科学家们能够调整水泥的构成以提高其性能。通过这个过程,研究小组找到了石墨烯纳米片作为获胜成分,他们发现可以少量加入石墨烯以提高成品的抗断裂性。这是通过降低材料的孔隙率来实现的,因此水的渗透性降低了78%。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  Akono说:“纳米颗粒在这种应用中的作用在此之前还没有被理解,所以这是一个重大的突破。作为一个受过培训的断裂力学专家,我想了解如何改变水泥生产以增强断裂反应。”Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

  这项研究发表在《英国皇家学会哲学会刊A》杂志上。Trz少儿编程网-https://www.pxcodes.com

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