混凝土納米結構的發(fā)現(xiàn)有望削減二氧化碳排放
據《科學時報》2007年2月1日報道：麻省理工學院（MIT）研究人員發(fā)現(xiàn)了混凝土的堅固性和耐用性來自其所具有的納米粒子結構。這項發(fā)現(xiàn)有望大規(guī)模降低混凝土生產中的二氧化碳排放。有關結果發(fā)表在1月份出版的《機械學與固體力學雜志》上。
論文主要作者、MIT土木與環(huán)境工程教授Franz-Josef Ulm介紹說："如果一切都決定于混凝土的納米粒子組織結構，而不是混凝土的材料本身，那么我們很可能能夠找到替代材料，同樣具有混凝土的各種優(yōu)點--堅固、耐用、可以以極低的成本大規(guī)模生產，但是不會在生產過程中釋放那么多二氧化碳。"
研究人員還發(fā)現(xiàn)，通過在納米尺度上研究各種常見材料可能會大大發(fā)掘這些材料的使用途徑。Ulm稱這項工作"給出了材料的地理基因密碼，以及材料的納米機械屬性藍圖。"
目前全世界每年混凝土的產量是二十三億五千萬噸，足以為地球上的每個人建一座一立方米的混凝土塊。如果工程師們能夠找出一種方法將混凝土生產過程中的二氧化碳排放減少10%，那么就能夠實現(xiàn)《京都議定書》將二氧化碳排放減少5.2%的目標的五分之一。
Ulm小組發(fā)現(xiàn)混凝土粒子在納米層次上會天然形成球形物質最穩(wěn)定的結構，如同一堆桔子堆成金字塔形狀。
混凝土是最古老的建筑材料之一，早在古羅馬時代，人們就開始將石灰石和粘土碾成粉末，然后在窯中加熱到高達1500攝氏度的溫度。在這樣的高溫下，礦物質發(fā)生了變化，儲存了大量能量。當這種粉末與水混合的時候，能量就會被釋放到化學鍵中，形成混凝土的基本成分--水合硅酸鈣。在納米層次上，水合硅酸鈣充當了黏合劑，將沙子和砂礫牢牢地粘合在一起。在混凝土生產過程中釋放的二氧化碳主要來自加熱過程。
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