據(jù)外媒New Atlas報道，生活在寒冷地區(qū)的人們可能已經(jīng)知道，冬天對混凝土并不友好。不過，這種情況可能會有所改變，這要歸功于一種模仿天然防凍劑的聚合物添加劑。當雪融化成液態(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，混凝土和溫度波動的問題就會出現(xiàn)。當這些水凍結成冰晶時，它會膨脹，從內(nèi)部對混凝土施加壓力。在多次凍融循環(huán)的過程中，這將導致大塊的混凝土從材料表面彈出。
解決這個問題的一種方法是在攪拌時引入微小的氣泡，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入。
相反，科羅拉多大學波爾得分校的科學家們將目光投向了生活在北極和南極地區(qū)的植物和動物產(chǎn)生的天然防凍劑。在副教授Wil Srubar III的帶領下，該團隊通過將兩種現(xiàn)有的聚合物--聚乙烯醇和聚乙二醇結合在一起，著手復制這些化合物的效果。
當將這些聚合物的鏈接分子加入到傳統(tǒng)混凝土中時，它們使材料內(nèi)形成的冰晶的大小減少了90%。結果發(fā)現(xiàn)，即使經(jīng)過300次凍融循環(huán)后，處理過的混凝土也能很好地抵御冰害，同時也比含有氣泡的混凝土更結實、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，科學家們將進一步探索其在現(xiàn)實世界中的實用性和經(jīng)濟可行性。
“我們特別興奮，因為這代表著脫離了70多年的傳統(tǒng)混凝土技術，”Srubar說。“在我們看來，這是在正確方向上的一次飛躍，為全新的外加劑技術打開了大門?！?
有關這項研究的論文最近發(fā)表在《Cell Reports Physical Science》雜志上。
