一項(xiàng)顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的海洋工程防腐技術(shù)與牡蠣有關(guān)

新京報(bào)訊（記者張建林）2023年6月8日是第15個(gè)世界海洋日，今年海洋日的主題是“保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng) 人與自然和諧共生”。新京報(bào)記者從哈爾濱工程大學(xué)獲悉，日前，該校一支學(xué)生科創(chuàng)團(tuán)隊(duì)為保護(hù)海洋環(huán)境、推進(jìn)“雙碳”目標(biāo)，研發(fā)出一款全球首創(chuàng)的誘導(dǎo)型涂料，并被行業(yè)專家稱為“一項(xiàng)顛覆傳統(tǒng)認(rèn)知的海洋工程防腐技術(shù)”。

值得注意的是，該防腐涂料與海洋生物牡蠣有關(guān)。將海洋生物與防腐涂料相結(jié)合，不僅能大幅度提升海洋工程的耐久性，還能從多方面改善海洋生態(tài)環(huán)境。

(資料圖)

2017年，在哈爾濱工程大學(xué)航建學(xué)院呂建福老師的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)成員前往山東青島進(jìn)行實(shí)際工程考察，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厥心蠀^(qū)海域棧橋附近的一些工程建筑，存在嚴(yán)重的鋼筋混凝土腐蝕情況。

呂建福稱，海水中含有大量氯離子，當(dāng)滲透進(jìn)混凝土中的氯離子達(dá)到一定濃度，就會破壞鋼筋鈍化膜引起局部鋼筋銹蝕，產(chǎn)生的鐵銹會進(jìn)一步降低鋼筋混凝土的抗腐蝕性能。

經(jīng)多處考察，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)海域附近附著有牡蠣的工程結(jié)構(gòu)很少出現(xiàn)鋼筋銹蝕情況，通過現(xiàn)場取樣，并帶回學(xué)校實(shí)驗(yàn)室檢測后發(fā)現(xiàn)，牡蠣附著其上能將混凝土抗氯離子滲透的性能提升3倍以上。

致密附著著牡蠣的混凝土試件。哈爾濱工程大學(xué)供圖

團(tuán)隊(duì)隊(duì)長、哈爾濱工程大學(xué)航建學(xué)院研三學(xué)生黃建濤假設(shè)，或許可以研發(fā)出一種能把牡蠣誘導(dǎo)附著在建筑表面的材料，把它應(yīng)用到鋼筋混凝土工程的建設(shè)中?；诖饲暗慕Y(jié)論，團(tuán)隊(duì)成員提出開發(fā)一種誘導(dǎo)牡蠣附著的涂料，來減弱海水對工程結(jié)構(gòu)的腐蝕。

在老師的指導(dǎo)下，團(tuán)隊(duì)定下科研目標(biāo)，經(jīng)過調(diào)研和查閱文獻(xiàn)，決定采用一種叫硫鋁酸鹽的低碳水泥，其碳排放量為普通水泥的三分之一，且能在20分鐘內(nèi)硬化。決定用硫鋁酸鹽水泥作為涂料主體后，團(tuán)隊(duì)成員開始進(jìn)入誘導(dǎo)性涂料開發(fā)及涂料性能測試等階段。

要使更多的牡蠣附著在防腐涂料上，開發(fā)出合適的誘導(dǎo)劑是關(guān)鍵一步。試驗(yàn)過程中，研發(fā)團(tuán)隊(duì)面臨著不少難題。如某些誘導(dǎo)劑可以顯著提高牡蠣的附著數(shù)量，但涂料強(qiáng)度、流動性會大幅降低；有些誘導(dǎo)劑則會大幅度延緩?fù)苛瞎袒瘯r(shí)間，需要進(jìn)一步改良誘導(dǎo)劑的性能才能達(dá)成目的。

團(tuán)隊(duì)在真實(shí)海洋環(huán)境的岸邊涂抹涂料。哈爾濱工程大學(xué)供圖

經(jīng)過三年的不懈努力，團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了重防腐與生態(tài)修復(fù)一體化海洋工程涂料。該涂料中含有自主開發(fā)的誘導(dǎo)劑，能促進(jìn)海洋中的牡蠣幼蟲在工程結(jié)構(gòu)表面附著生長，形成致密保護(hù)層，達(dá)到防腐目的。同時(shí)，由于牡蠣的濾食作用，因而具有凈化水體、降低二氧化碳排放、優(yōu)化海洋環(huán)境等功能。

團(tuán)隊(duì)成員表示，項(xiàng)目利用牡蠣附著性強(qiáng)的生物特性，研發(fā)的新型涂料具有高效率重防腐、生態(tài)修復(fù)和零甲醛排放的特點(diǎn)。且牡蠣具有群聚效應(yīng)，涂有該款涂料的海工建筑的抵抗腐蝕能力不僅不會減弱，反而會逐步增強(qiáng)。該涂料不僅不含污染環(huán)境的甲醛等揮發(fā)性有機(jī)物，還能實(shí)現(xiàn)一定的固碳能力，大大降低總碳排放，真正實(shí)現(xiàn)“高耐久與生態(tài)修復(fù)一體化”。

據(jù)介紹，碼頭、跨海大橋等海底工程結(jié)構(gòu)建筑以及生態(tài)海岸的建設(shè)都可以使用該涂料，實(shí)現(xiàn)海岸工程50年以上的服役壽命，修復(fù)局部海洋生態(tài)的目標(biāo)。

編輯 陳靜

校對 李立軍

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