随着建设热潮的兴起，为超高质量混凝土不断增长的需求寻找技术解决方案是当今混凝土研究人员面临的最大挑战之一。鉴于石墨烯及其相关材料的独特性能，当它们被用于形成石墨烯基胶凝复合材料时，似乎是推动当今混凝土技术发展的强大组件。
有鉴于此，法国斯特拉斯堡大学Paolo Samorì教授和Artur Ciesielski等人，展示了用于获得石墨烯及其衍生物在水泥基体中均匀分散的制备方案的开发中的最新进展。
本文要点
1）还讨论了石墨烯基胶凝材料的水化过程和基本性能。石墨烯族材料与混凝土技术的融合，为水泥复合材料提供了新的功能，用于建造智能和多功能建筑。因此，石墨烯-水泥复合材料的电学和压阻性能，以及其在结构健康监测应用方面的巨大潜力受到了特别关注。该工提出的方法也可以推广到其他具有广泛物理特性的2D材料，有望按需集成到未来的智能结构和构造中。
2）考虑到石墨烯相关材料的非凡性能和过去十年在该领域取得的巨大进展，正处于进入材料科学新时代的时刻，这可能会对开发的系统产生重大影响。这些超薄材料可以通过多种成熟的方法来制备。石墨烯相关材料领域的深入探索也带来了新的挑战。它们能否成功地应用到复合材料中，主要取决于它们能否以合理的成本大量提供所选材料。然而，迫切需要开发一种有效方法来获得石墨烯及其衍生物在水泥基体中的适当且均匀的分散体，并且精确控制石墨烯片的尺寸和厚度仍然具有挑战性。
3）将来，开发高效，低成本和技术简单的石墨烯基材料分散方法仍然是该领域面临的最大挑战。此外，需要彻底研究分散方法以及所用表面活性剂的效果。最终，石墨烯基水泥复合材料的潜在技术应用需要执行大规模的机械测试和电气测量，才能建立设计和监测协议。同样重要的是要明确确定石墨烯片的尺寸和厚度对水泥基复合材料的电性能和压阻响应的影响。此外，研究石墨烯基材料对水泥基复合材料的机械性能和耐久性相关的长期影响似乎特别重要。从人类健康和安全的角度出发，进一步研究石墨烯基水泥复合材料的毒性和环境影响至关重要。最后，将石墨烯和相关材料集成到混凝土技术中还可以赋予复合材料以新功能，从而创建具有前所未有功能的智能建筑。
参考文献：
Małgorzata Krystek et al. Graphene‐Based Cementitious Composites: Toward Next‐Generation Construction Technologies. Advanced Functional Materials, 2021.
DOI: 10.1002/adfm.202101887
https://doi.org/10.1002/adfm.202101887
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