據(jù)外媒New Atlas報(bào)道，生活在寒冷地區(qū)的人們可能已經(jīng)知道，冬天對(duì)混凝土并不友好。不過(guò)，這種情況可能會(huì)有所改變，這要?dú)w功于一種模仿天然防凍劑的聚合物添加劑。當(dāng)雪融化成液態(tài)水，滲透到多孔混凝土中，然后隨著溫度的下降而再次凍結(jié)，混凝土和溫度波動(dòng)的問(wèn)題就會(huì)出現(xiàn)。當(dāng)這些水凍結(jié)成冰晶時(shí)，它會(huì)膨脹，從內(nèi)部對(duì)混凝土施加壓力。在多次凍融循環(huán)的過(guò)程中，這將導(dǎo)致大塊的混凝土從材料表面彈出。
解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是在攪拌時(shí)引入微小的氣泡，使混凝土更加多孔。一旦材料變硬，這些氣泡會(huì)給冰晶形成空間，從而降低壓力。但不幸的是，這樣的混凝土并不像普通的材料那么堅(jiān)固。此外，其增加的孔隙率使更多的潛在有害的水和路鹽等腐蝕性元素一起進(jìn)入。
相反，科羅拉多大學(xué)波爾得分校的科學(xué)家們將目光投向了生活在北極和南極地區(qū)的植物和動(dòng)物產(chǎn)生的天然防凍劑。在副教授Wil Srubar III的帶領(lǐng)下，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)將兩種現(xiàn)有的聚合物--聚乙烯醇和聚乙二醇結(jié)合在一起，著手復(fù)制這些化合物的效果。
當(dāng)將這些聚合物的鏈接分子加入到傳統(tǒng)混凝土中時(shí)，它們使材料內(nèi)形成的冰晶的大小減少了90%。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即使經(jīng)過(guò)300次凍融循環(huán)后，處理過(guò)的混凝土也能很好地抵御冰害，同時(shí)也比含有氣泡的混凝土更結(jié)實(shí)、更不透水、更持久。
現(xiàn)在，人們希望這種添加劑的商業(yè)化版本能在5到10年內(nèi)上市。在此期間，科學(xué)家們將進(jìn)一步探索其在現(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)可行性。
“我們特別興奮，因?yàn)檫@代表著脫離了70多年的傳統(tǒng)混凝土技術(shù)，”Srubar說(shuō)?！霸谖覀兛磥?lái)，這是在正確方向上的一次飛躍，為全新的外加劑技術(shù)打開(kāi)了大門(mén)?！?
有關(guān)這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《Cell Reports Physical Science》雜志上。
