
山東科技大學王清團隊Advanced Engineering Materials綜述:超疏水材料在土木工程中的應用
超疏水材料由于其獨特的潤濕性,近年來引起了土木工程領域研究者和工程師的廣泛關注。超疏水材料的粗糙微結構可以捕獲大量的空氣,形成了固-液-氣三相界面,從而減少了液體與基底之間的接觸,減緩了外部介質對材料的滲透,這對于解決土木工程領域中金屬結構的腐蝕、道路橋梁表面的結冰和打滑、采暖通風設備的凝結和結霜、海洋結構的腐蝕和微生物的粘附具有重要的意義。
最近,山東科技大學王清教授團隊基于200多篇近期最新論文,綜述了超疏水材料在土木工程各個領域中的應用,指出了超疏水材料在土木工程應用中存在的機械和化學耐久性不足的關鍵問題,并對超疏水材料在土木工程中的應用趨勢進行了展望。
作者:Ning Wang, Qing Wang, Shuangshuang Xu
DOI:10.1002/adem.202101238
本文綜述了近年來超疏水材料在土木工程各個領域的研究進展:
(1)論述了超疏水材料在土木工程中的防水、自清潔、防腐、防覆冰、防霧等方面的應用;
(2)列舉了超疏水材料在道路橋梁工程中的應用,如防覆冰、防滑等;
(3)討論了超疏水材料在采暖通風工程中的應用,涉及到防結露、防結霜以及除塵;
(4)介紹了超疏水材料在海洋結構工程中的防腐和防生物污染方面的應用。
此外,作者指出超疏水材料在土木工程領域中應用時可能面臨的挑戰。在土木工程領域中,超疏水材料往往要承受較大的荷載、強烈的溫差、強烈的紫外線、海洋干濕循環等,使其粗糙的微納結構和表面組成更容易被破壞,從而限制了超疏水材料在土木工程中的應用,因此,在實際工程應用中,仍有許多挑戰需要克服,包括超疏水材料的機械和化學穩定性問題。應用機械和化學穩定性強的超疏水材料的無疑是未來土木工程的發展趨勢。
我們相信,通過研究人員的不懈努力,更穩定更耐用的超疏水材料將在土木工程領域展現出巨大的應用潛力。
部分圖表
超疏水木材的制作、防水機理及應用示意圖。

超疏水混凝土的自清潔過程和自清機理圖,以及SEM圖像。
普通混凝土和超疏水混凝土的防腐實驗示意圖,電化學曲線以及包裹的鐵釘腐蝕宏觀圖。
論文信息
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

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