近期，材料科学与工程学院硕士研究生余思宇（指导教师李力副研究员）和陈雨竹（指导教师郑超副教授）分别在国际知名期刊Case Studies in Construction Materials和ACS Sustainable Chemistry & Engineering发表了题为《Superhydrophobic property of cement mortar with polydimethylsiloxane modifier and a rough surface》、《Physically Cross-Linked Hydrogel Designed for Thermochromic Smart Windows: Balance between Thermal Stability and Processability》的学术论文。

疏水改性已广泛应用于制备防水混凝土，但降低了混凝土的力学稳定性，从而限制了其在工程中的应用。目前，超高性能混凝土（UHPC）是研究的重点，但疏水剂改性UHPC的报道较少。该研究通过改进混凝土配合比与调整表面处理方法，制成了具备优异力学性能与疏水能力的超疏水水泥基材料。首先，制备了不同掺量PDMS（HUHPC）的UHPC砂浆，并采用喷涂高性能混凝土粉末和覆盖铜网两种方法构建表面织构。其次，用含9%PDMS的HUHPC粉末喷涂的UHPC样品具有超疏水性（CA=151°，SA=9°）。分子模拟结果表明，PDMS改变了水与样品表面之间的主导力，由静电力变为范德华力，能够显著降低水与混凝土表面吸附力的大小。通过铜网覆盖或粉末喷涂改变表面粗糙度，有利于表面的静电作用力。最后，将废旧超疏水水泥基材料粉末制成油水分离装置，实现了水与油的成功分离。研究结果表明，高性能混凝土粉体废弃物在超疏水涂料、油水分离等方面具有潜在的回收利用价值，具有一定的回收利用潜力。

热致变色智能窗的透光率能够随温度发生变化，是一种服务“双碳”战略目标，降低建筑能耗的绿色低碳技术。该论文主要解决了热致变色智能窗用水凝胶热稳定性和加工性之间的矛盾，极大提升了实际应用的技术成熟度。目前热致变色智能窗用温敏水凝胶存在体积收缩、难加工、热稳定性差等问题，其根本原因在于共价化学交联网络在相变时的收缩，以及温敏性溶液相分离引起的沉淀。为此该论文创新性地引入物理交联网络，实现热稳定性与可加工性之间的最佳平衡。该水凝胶由低成本、环保的原料制成，体系随温度升高发生溶胶-凝胶转变以实现在特定温度下的流动加工特性。此外通过优化配方比例得到具有良好热稳定性以及高可见光透过率（71.2%）和太阳光调制效率（72.2%）的热致变色智能窗。