科研成果库
水泥衍生纳米材料的创新与应用

发布时间::2025-09-27 23:48

澳门大学科技学院物理及化学系副教授、珠海澳大科技研究院先进材料研发中心研究员孙国星,长期专注于水泥水化产物制备纳米颗粒超稳定纳米复合材料研究,探索如何利用这些纳米级基础单元,开发出兼具高强度、节能环保与功能拓展的新型材料。其研究覆盖泡沫混凝土、地聚合物、石膏基材料高性能聚合物复合材料,并推动成果在建筑、农业和医疗等领域实现转化应用。

在建筑工程领域,团队研发了纳米泡沫混凝土。通过设计低成本、大规模制备的纳米颗粒作为泡发剂,显著提升了泡沫稳定性,使混凝土气孔尺寸缩小至市面产品的三分之一,强度提升 5 倍。同等强度下,可节省 15–40% 水泥用量,大幅降低碳排放并提升建筑保温性能。目前已应用于珠海高新区、横琴口岸综合交通枢纽、襄阳东西轴线、澳氹第四跨海大桥等大型工程,总应用体量超 6 万立方米,节省水泥 万吨,减少碳排放 千吨。该成果获**澳门科技奖技术发明一等奖(2024**等多项荣誉,相关专利与行业标准已在全球 15 个城市推广。

在功能材料领域,孙教授团队利用水泥衍生的纳米颗粒开发出高性能吸水树脂。该材料将传统吸水树脂的吸水能力从5000 倍提升至 13600 ,在土壤中只需添加 0.012% 就能固定 40% 的水分,成本却不到市面产品的一半。在盐水环境中仍保持 310 倍膨胀能力(远超市售产品的 60 倍),可用于盐碱地改良、油田二次采油。目前已与广东维生公司(农业)和北京奇想达公司(采油)建立供销意向;在医药卫生方面也具备潜力,有望应用于尿不湿、长效复合肥、甚至仿生组织材料。相关成果已申请中国发明专利,并在国际一流期刊发表。



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