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山东科技大学王清团队Advanced Engineering Materials综述:超疏水材料在土木工程中的应用

2022年03月08日 点击:

超疏水材料由于其独特的润湿性,近年来引起了土木工程领域研究者和工程师的广泛关注。超疏水材料的粗糙微结构可以捕获大量的空气,形成了固-液-气三相界面,从而减少了液体与基底之间的接触,减缓了外部介质对材料的渗透,这对于解决土木工程领域中金属结构的腐蚀、道路桥梁表面的结冰和打滑、采暖通风设备的凝结和结霜、海洋结构的腐蚀和微生物的粘附具有重要的意义。


最近,山东科技大学王清教授团队基于200多篇近期最新论文,综述了超疏水材料在土木工程各个领域中的应用,指出了超疏水材料在土木工程应用中存在的机械和化学耐久性不足的关键问题,并对超疏水材料在土木工程中的应用趋势进行了展望。


作者:Ning Wang, Qing Wang, Shuangshuang Xu

DOI:10.1002/adem.202101238


本文综述了近年来超疏水材料在土木工程各个领域的研究进展:


(1)论述了超疏水材料在土木工程中的防水、自清洁、防腐、防覆冰、防雾等方面的应用;


(2)列举了超疏水材料在道路桥梁工程中的应用,如防覆冰、防滑等;


(3)讨论了超疏水材料在采暖通风工程中的应用,涉及到防结露、防结霜以及除尘;


(4)介绍了超疏水材料在海洋结构工程中的防腐和防生物污染方面的应用。

此外,作者指出超疏水材料在土木工程领域中应用时可能面临的挑战。在土木工程领域中,超疏水材料往往要承受较大的荷载、强烈的温差、强烈的紫外线、海洋干湿循环等,使其粗糙的微纳结构和表面组成更容易被破坏,从而限制了超疏水材料在土木工程中的应用,因此,在实际工程应用中,仍有许多挑战需要克服,包括超疏水材料的机械和化学稳定性问题。应用机械和化学稳定性强的超疏水材料的无疑是未来土木工程的发展趋势


我们相信,通过研究人员的不懈努力,更稳定更耐用的超疏水材料将在土木工程领域展现出巨大的应用潜力。


部分图表

1山东科技大学王清团队Advanc.jpg

超疏水木材的制作、防水机理及应用示意图。


3山东科技大学王清团队Advanc.jpg

超疏水混凝土的自清洁过程和自清机理图,以及SEM图像。


2山东科技大学王清团队Advanc.jpg

普通混凝土和超疏水混凝土的防腐实验示意图,电化学曲线以及包裹的铁钉腐蚀宏观图。

论文信息

A review on applications of superhydrophobic materials in civil engineering

Ning Wang, Qing Wang*, Shuangshuang Xu

Advanced Engineering Materials

DOI:10.1002/adem.202101238


https://doi.org/10.1002/adem.202101238