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世界第一!哈尔滨工程团队使牡蛎军团成为“海洋卫士”

通讯员 赵琳琳 科技日报记者 李丽云。海洋卫士

只出现在科幻电影中的世界使牡“牡蛎海底大战”片段,现在真的第哈在哈尔滨工程大学(以下简称哈尔滨工程)的学生手中实现了!

6月8日是尔滨第15届世界海洋日,主题是工程“保护海洋生态系统” 人与自然和谐共存。最近,团队团成为了保护海洋环境,蛎军促进“双碳”目标,海洋卫士哈尔滨工程学生科技创新团队开发了世界上第一款诱导涂料,世界使牡被业内专家称为“颠覆传统认知的第哈海洋工程防腐技术”。它们使海洋生物成为保护海岸工程的尔滨“海洋卫士”,同时也保护海洋生态环境。工程

牡蛎附着密集的团队团成混凝土试件。

“我们项目最具特色的蛎军创新点是利用海洋生物‘转化’防腐涂料,促进海洋生态恢复,海洋卫士减少碳排放,甚至负碳排放。团队组长、哈尔滨工程航空建设学院研究生黄建涛说。

教师和团队成员参与互联网+集训营。

在哈尔滨工程航空建设学院吕建福、高明、中国科学院海洋研究所徐飞三位教师的指导下,黄建涛、徐成伟、沈美琪、杨千乐、郭靖毅、经济管理学院、中国科学院海洋研究所等12名学生完成了海洋保安-重防腐与生态修复一体化海洋工程涂料项目,海洋生物与防腐涂料相结合,大大提高了海洋工程的耐久性,该项目在许多方面改善了海洋生态环境,并获得了第十三届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛铜牌。

小“牡蛎”大用处 开启防腐新思路。

小“牡蛎”大用处 开启防腐新思路

教师指导团队。

黄建涛笑着说:“我从没想过我们这些研究混凝土材料的人会和海洋生物打交道……”。团队成员均为哈尔滨工程“混凝土俱乐部”成员。2017年,在吕建福先生的带领下,团队成员前往山东省青岛进行实际工程调查,发现青岛市南海栈桥附近的一些工程建筑存在严重的钢筋混凝土腐蚀。

“海水中含有大量的氯离子。当渗透到混凝土中的氯离子达到一定浓度时,会破坏钢筋钝化膜,造成局部钢筋腐蚀,进一步降低钢筋混凝土的耐腐蚀性。"吕老师告诉大家。

“牡蛎可能会大大降低海水对钢筋混凝土的腐蚀。"吕建福作出判断。经过多次调查,学生们发现牡蛎附近的工程结构很少发生钢筋腐蚀。经现场取样并带回学校实验室检测,发现牡蛎附着力可提高混凝土抗氯离子渗透性能3倍以上。黄建涛大胆假设,“如果有一种材料可以诱导牡蛎附着在表面,应用于钢筋混凝土工程表面……”这个想法得到了导师的肯定。

“然后开发一种诱导牡蛎附着力的涂料,可以减少海水对工程结构的腐蚀。徐德海和张亚杰不约而同地提出。

“普通水泥砂浆表面牡蛎附着较少,不能满足防腐要求。开发新型水泥基涂料可能会带来更高的成本。高明提醒同学们。

“这种形式的涂料确实更合适,普通硅酸盐水泥凝结时间长达数小时,强度增长缓慢,强度很可能在潮汐上升之前上升。”。

“树脂固化快,节省时间,但有水就不能固化。”。

……。

在教师的指导下,团队设定了科研目标。经过仔细研究和咨询,决定使用一种低碳水泥,称为硫铝酸盐,碳排放量为普通水泥的三分之一,可在20分钟内硬化。该团队决定以硫铝酸盐水泥为涂料主体,进一步进入诱导性涂料开发和涂料性能测试阶段。

牡蛎变害为宝,这个“变身”有点难。

“对于海洋工程和船舶设备来说,‘一切危害都是无益的’,这是过去对牡蛎海洋生物的判断,没有其他相关文献可供参考。这项研究几乎是颠覆性的,过程的困难是可以想象的。团队成员介绍。

“创新是一条未知的道路,但我们坚信,如果方向正确,我们将能够成功。团队成员说。在防腐涂料上附着更多的牡蛎,开发出合适的诱导剂是关键一步。在吕建福的带领下,学生们参观了中国科学院海洋研究所的许多专家,咨询了大量数据,筛选出10多种诱导剂进一步试验。每种诱导剂都需要测试对涂层强度、抗渗性、附着力和凝结时间的影响。在保证诱导剂对涂层性能的负面影响可控的前提下,对实验室和实海环境中的牡蛎进行附着试验,验证涂层对牡蛎的诱导能力。

在试验过程中,有许多意想不到的情况。例如,一些诱导剂可以显著增加牡蛎的附着力,但涂层强度和流动性会显著降低;一些诱导剂会大大延缓涂层的固化时间,需要进一步提高诱导剂的性能才能实现目标。

准备出发,进行实海试验。

黄建涛、徐德海等6人在青岛进行了近3个月的牡蛎幼虫附着试验,以验证涂料对牡蛎的诱导能力。试验现场没有现成的试验设施,一切都需要自己解决。繁琐的游泳池建设、牡蛎幼虫流失、游泳池氧气供应不足、海水温度不足。。。各种意想不到的问题出现了。经过一次又一次的测试失败,但团队成员从未放弃。

经过三年的不懈努力,团队终于开发出重防腐与生态修复一体化的海洋工程涂料。涂料中含有自主开发的诱导剂,能促进海洋中牡蛎幼虫附着在工程结构表面的生长,形成致密的保护层,达到防腐的目的。同时,由于牡蛎的过滤作用,具有净化水、减少二氧化碳排放、优化海洋环境等功能,具有较高的生态修复价值。

“海洋卫士”尽其责 为保护海洋生态做出贡献。

实海涂料团队。

“一切都有两面性,创新的意义在于把不可能变成可能,让事物发挥出对人类和自然有益的一面。黄建涛说。新型涂料利用牡蛎附着力强的生物特性,具有高效防腐、生态修复和零甲醛排放的特点。而且牡蛎有群聚效应,涂有这种涂料的海工建筑的耐腐蚀性不会减弱,反而会逐渐增加。该涂料不仅不含甲醛等挥发性有机化合物,还能达到一定的固碳能力,大大降低总碳排放,真正实现“高耐久性与生态修复一体化”。

实海试验涂料后的附着效果图。

涂料可用于码头、跨海大桥等海底工程结构建筑和生态海岸建设,达到海岸工程50年以上使用寿命,修复局部海洋生态的目的。近年来,团队积极对接海岸工程相关项目,使“海洋卫士”真正发挥作用,保护海洋生态环境。

团队成员希望:“该技术可以在投入应用后保护海洋环境,并为全球海洋潮区钢筋混凝土防腐技术的进步做出贡献。”。

哈尔滨工程混凝土俱乐部学生俱乐部以敢于成功、开放合作的创新理念,开展创新实践,使牡蛎军团成为“海洋卫士”,使青年在服务海洋生态保护和“双碳”的目标中闪耀。

(哈工程图)。
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