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新一代的混凝土?xí)粫?huì)有更強(qiáng)大的功能？除了更堅(jiān)固、更環(huán)保，還有更“特別”的優(yōu)勢(shì)才能拉大差異，現(xiàn)在美國(guó)科學(xué)家研發(fā)出可以導(dǎo)電，能植入智能設(shè)備的下一代混凝土。

美國(guó)匹茲堡大學(xué)土木與環(huán)境工程助理教Amir Alavi表示，現(xiàn)代基礎(chǔ)設(shè)施大量使用混凝土，代表急需開發(fā)新一代的材料，且不僅要讓材料更有成本效益、更環(huán)保，還需要有更先進(jìn)的功能，而團(tuán)隊(duì)相信能通過將超材料（metamaterial）引入到建筑材料，實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)。

該團(tuán)隊(duì)先前已經(jīng)開發(fā)出新型材料自我感知超材料（self-aware metamaterials），其身兼?zhèn)鞲薪橘|(zhì)又是納米發(fā)電機(jī)，有望改變多功能材料應(yīng)用，而團(tuán)隊(duì)現(xiàn)在把超材料應(yīng)用在混凝土中。

團(tuán)隊(duì)指出，材料可以根據(jù)不同用途特別設(shè)計(jì)，材料制造過程中都可以微調(diào)脆性、柔韌性和可塑性等屬性，因此建商能夠在不犧牲混凝土強(qiáng)度或壽命的情況下，使用更少的材料。Alavi表示，計(jì)劃已經(jīng)展示第一種具有超強(qiáng)壓縮性和能量收集能力的復(fù)合超材料混凝土，這種輕質(zhì)且機(jī)械可調(diào)的混凝土系統(tǒng)，能應(yīng)用在各種情景，好比機(jī)場(chǎng)的減震、防撞工程材料。

不僅如此，這種材料還能發(fā)電，雖說發(fā)電量不足以向電網(wǎng)供電，但信號(hào)足以為路邊傳感器供電。超材料混凝土在機(jī)械觸發(fā)下自行產(chǎn)生的信號(hào)，也可用于監(jiān)測(cè)混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部的損壞或監(jiān)測(cè)地震，同時(shí)減少地震對(duì)建筑物的影響。

超材料由嵌入導(dǎo)電水泥基質(zhì)中的增強(qiáng)拉脹（reinforced auxetic polymer）聚合物晶格組成，只要機(jī)械觸發(fā)，每層之間的復(fù)合結(jié)構(gòu)就會(huì)引起接觸帶電。團(tuán)隊(duì)也用石墨粉增強(qiáng)導(dǎo)電膠并當(dāng)作電極，實(shí)驗(yàn)研究顯示，材料在循環(huán)載荷下最多可壓縮15%，并產(chǎn)生330 μW功率。

團(tuán)隊(duì)也指出，這種混凝土智能結(jié)構(gòu)甚至可以為道路中的芯片供電，未來自動(dòng)駕駛車輛在GPS信號(hào)太弱、激光雷達(dá)沒有運(yùn)行的時(shí)候，還能繼續(xù)行駛。

未來這個(gè)超材料混凝土也會(huì)通過匹茲堡大學(xué)IRISE聯(lián)盟與賓夕法尼亞交通部（PennDOT），應(yīng)用在賓夕法尼亞的道路上。