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【材料篇】港珠澳大桥的海底隧道,防水用的什么尖端材料

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文章附图

当人们还在睁大眼睛寻找

“未来已来”的迹象时

科学家已经在实验室

将未来凝聚在原子级别


没错,每一次材料的变革都推动着时代的变迁和生活方式的变化。而同原子层面就开始设计材料,是一种可以定义未来的技术。

说到材料,大部分人会想到有大自然中本来便有的资源,也有人工合成的。人工合成是项技术活,比如食堂大厨能用一颗鸡蛋做一桶鸡蛋汤,你却连西红柿炒鸡蛋都能炒糊巴。

港珠澳大桥近期正式开通。一桥连三地,天堑变通途。而港珠澳大桥的海底隧道是世界最长的公路沉管隧道和唯一的深埋沉管隧道。那么问题就来了,海底隧道是怎么防水的呢?



答案就是——“聚脲”。



先来感受一下这种材料的强度。

画面左侧的一组杯子内部没有涂聚脲材料,但是右侧的杯子是涂了的。于是小撒,破功了。




涂了聚脲材料的纸杯,能承受住两个人的重量。




厉害了吧?这只是小露一手,接下来才是正片。

分别用聚脲和铁皮替代一块船板。当小船儿推开波浪的时候,坐在船上的尼格买提分别用尖锐的锤子猛砸聚脲和铁皮,会发生什么情况呢?


△聚脲替代船板


△铁皮替代船板



先来看铁皮的表现。

一砸一个洞啊!



30秒过去,小船已经进水了,有点支撑不住了......




下面请开始聚脲的表演。

诶?吃我锤子?

虽然砸出一个小孔,但是好像在迅速地回缩?



从孔中漏出来的水,也因为孔的迅速缩小被“憋”回去了。

30秒后,聚脲船板状态依然良好。



这样强大的愈合功能,莫非是金刚狼上身?

下面进入高能时刻——聚脲是一种由异氰酸酯组分与氨基化合物组分反应生成的高分子化合物。经过高温高压喷涂设备的对撞式高速反应制造而成。

但是大家可以看出,聚脲就是一种从微观层面设计出的材料。正如文首《加油!向未来》科学顾问曹则贤老师所说:从原子层面着手设计的材料,正在定义未来。

曹老师也对聚脲的防水性能给予了解释。首先它的弹性形变范围大于铁、铝等金属材料。



由于高分子材料本身有好多氢键,创口在毫米以下的情况,水可能是进不来的。


所以,除了应用在大桥的沉管隧道接缝处、用于防水和海洋腐蚀,聚脲目前还广泛应用在建筑物防水、桥梁防腐、警用装备防护等领域。还应用在京津城际高速铁路和京沪高铁的路基上,主要起到防水的作用。聚脲,不仅名字可爱,也在切切实实地保护着我们



向充满创造力的科学研究者们

比一颗感恩的心心!


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