講座主題：混凝土中的新型導電網絡構建：界面納米工程
專家姓名：鐘晶
工作單位：哈爾濱工業大學
講座時間：2023年2月20日 14:00
講座地點：土木工程學院A302
主辦單位：煙臺大學土木工程學院
內容摘要：
導電混凝土在融雪化冰、電磁波屏蔽以及自監測領域具有廣泛的應用前景，傳統的制備方法是在水泥基體中直接引入導電填料，不僅消耗大量的時間與能量，也往往導致混凝土的粘度急劇上升，從而造成混凝土工作性降低、缺陷增多、強度下降。更重要的是，這也導致了水泥基材料中最為薄弱的界面過渡區位于導電網絡的外圍，從而限制了壓阻傳感器靈敏度的提升。基于此，提出了一種基于骨料導電涂層設計的新策略來構建三維導電網絡，可以將界面過渡區直接串聯嵌入其中，從而大幅提高了傳感器的電導率和壓阻變化率，同時不明顯降低混凝土力學性能。將氧化石墨烯吸附在細骨料表面，隨之進行簡單的退火和微波處理，制備出高導電石墨烯涂層細骨料（導電骨料）。導電骨料和0.1 wt%碳纖維的聯合使用，使水泥基壓阻傳感器在循環壓縮載荷下表現出優異的靈敏度，而抗壓強度損失可忽略不計。在導電碳材料使用量較低（導電涂層極薄）的情況下，水泥基傳感器的電導率和電阻變化率大幅提升，這種用涂層設計方法進行界面納米工程的策略也可以很容易地擴展到開發水泥基材料的其他功能特性（如阻尼性能和電磁屏蔽等），以及其他涂層材料體系（例如高分子復合材料涂層），從而為優化水泥基材料的性能開辟了新的思路。
主講人介紹：
哈爾濱工業大學土木工程學院副教授/博士生導師，綠色建造實驗室主任。2013年在哈爾濱工業大學取得博士學位。主要研究方向包括水泥基復合材料、纖維混凝土、以及水泥/黏土等建筑材料的3D打印、二氧化碳固定、固廢資源化利用等。主持國家自然科學基金兩項，自然科學基金民航聯合基金子課題一項，重點研發計劃子課題一項。發明了目前已經產業化應用的離心澆鑄法制備超致密石墨烯高導熱薄膜技術，目前已經形成產業化產品，并給華為、OPPO等企業客戶供貨，在川藏高鐵某施工路段的融化化冰也得到了應用。目前已經以第一/通信作者在Cement Concrete Composites，Construction Building Materials，Journal of Cleaner Production，Carbon，ACS NANO，Nature Communications，Nano Energy等期刊上發表SCI論文40余篇。擔任國際學術期刊“Journal of Infrastructure Preservation and Resilience”副主編，長期擔任國際著名學術期刊ACS Nano, Advanced Materials, Additive Manufacturing, Carbon, Composites Science & Technology等審稿人。
