????在全球氣候變化加劇、山地災害頻發的背景下,生態水泥基植生材料作為綠色減災工程的重要支撐,正面臨保水能力不足、植物適應性差、耐久性有限等關鍵挑戰。針對這些問題,成都山地所吳帆副研究員及合作者圍繞生物基材料開展了系統化、創新性研究,提出了一系列提升材料性能與生態功能的新策略。
????研究基于植物纖維增強的水泥基復合材料設計理念,將生物基芒草(Miscanthus)粉末填充于多孔植物混凝土的孔隙結構中,顯著改善了其吸水性與生態功能。結果顯示,與傳統植生混凝土相比,添加芒草粉末使24小時吸水率提高了119%–246%,植物覆蓋率提升了36.5%,有效延緩了早期植被退化。研究還系統比較了將“種子與基質混合”與“表面播種”兩種種植方法,最終確認表面播種在促進植物生長和覆蓋方面效果更優。結合材料的力學性能與植物生長適應性,推薦采用0.2%高吸水樹脂(SAP)摻量和水泥與芒草比例0.5–0.75的組合,實現生態與結構的良好平衡。
????該研究工作得到了中國博士后國際交流派出項目、埃因霍溫理工大學等支持,相關成果已發表在Journal of Cleaner Production 和 Construction and Building Materials等期刊上,為推動水泥基植生材料在綠色生態減災工程中的應用提供部分參考。
(a)普通植生混凝土和(b)生物基植生混凝土保水能力示意
(a)種子與基質混合和(b)表面播種對植物生長影響