麻省理工學院開發(fā)納米炭黑導電發(fā)熱水泥
按體積計算,混凝土是地球上僅次于水使用最多的物質(zhì),這就是為什么任何可以改善它的措施都會帶來重大影響?,F(xiàn)在,研究人員正在試圖利用納米炭黑使其導電從而為其打開許多新的應用領域。
混凝土是我們?nèi)藖碛脕斫ㄔ斐鞘械闹饕牧现?,但圍繞它的大多數(shù)創(chuàng)新都集中在提高其承載性能、防止開裂、在固化過程中增加碳捕捉能力及使其生產(chǎn)更加環(huán)保。
然而麻省理工學院混凝土可持續(xù)性中心(CSHub)和法國國家科學研究中心(CRNS)的研究人員卻試圖為混凝土添加一個不同的特性:導電性。
在過去幾年時間里,這兩個機構一直在研究如何讓混凝土適合于一些新的應用如加熱、電磁屏蔽和能量存儲。
研究人員通過將高導電性納米炭材料(碳納米纖維、納米管、納米炭黑和氧化石墨烯)引入到混合物中以制備出大量非均相水泥復合材料樣品并觀察其產(chǎn)生的電性能。
雖然這種類型的研究并不新鮮,但這項新研究的首席研究員NancySoliman指出,在這個項目中,一個主要的焦點是選擇一種便宜且易于大規(guī)模生產(chǎn)的納米碳材料。
混凝土本身就是一種絕緣體,但研究發(fā)現(xiàn),通過在水泥混合物中加入體積為4%的納米炭黑顆粒,得到的樣品能擁有攜帶電流的能力。另外,納米炭黑或納米粉是一種無污染材料,其已被用于塑料、涂料、油墨、土壤肥料和電子產(chǎn)品。
另一個有趣的發(fā)現(xiàn)是,當施加低至5伏的電壓可以將水泥樣品的溫度提高到41攝氏度。由于它能提供均勻的熱量分布,這為室內(nèi)地板采暖提供了可能,可以替代傳統(tǒng)的輻射采暖系統(tǒng)。我們知道,傳統(tǒng)系統(tǒng)安裝困難且價格昂貴。這種導電性水泥還可以應用于室外如混凝土路面,以此來消除在除冰時使用鹽的需要,而用鹽除冰有一個弊端--會損壞混凝土。
編輯:李佳婷
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