当小龙虾加入筑路大军

当小龙虾加入筑路大军     作者：安九

小龙虾是甲壳界的翘楚，无论是煎炒还是油炸，出锅后满身油光，让人垂涎三尺。但是，小龙虾并不满足当食物界的网红，它们还想要加入筑路大军。最近，长沙理工大学博士团队发明的一项技术，实现了它们的这一愿望。

2019年6月，长沙理工大学博士生导师吕松涛教授带着研究了一天课题的博士生们去校外吃夜宵，看着大家面前堆积得越来越多的小龙虾壳，突然灵机一动，说道：“小龙虾壳经过200摄氏度以上的高温油爆后还能保持原来的形状，说明它的高温性能十分不错，如果把它混合到基质沥青里，会不会提高沥青的耐高温性呢？”話一出口，正在吃小龙虾的博士生们眼睛都亮了。是呀，在我国南方的夏天，沥青路变软、粘鞋底是很常见的问题，而小龙虾壳含有大量的蛋白质、矿物质和少量色素，常常是蚊子的栖息地和滋生地。如果能把小龙虾壳的耐高温性与沥青巧妙地结合起来，不仅能加强道路建设，还能改善环境。在吕松涛教授的指导下，夏诚东博士带领团队马上投入研究。

为了研究小龙虾壳粉对沥青黏结剂力学性能、高温稳定性和抗蠕变性能的研究，团队成员分别进行了软化点实验、渗透实验和动态剪切流变实验。

科研团队从长沙熟食废弃物中收集到了足够量的小龙虾壳，用自来水冲洗后，在100摄氏度的烤箱中烘干一夜，再将足够干净的小龙虾壳放入粉碎机里制成粉末。软化点指数是物质软化的温度，是评价沥青黏结剂性能的关键指标，它表征了沥青黏结剂的黏度、高温稳定性和温度敏感性。在相同的温度下，当小龙虾壳粉用量分别是5%、10%和20%时，沥青黏结剂的软化点会随着小龙虾壳粉用量的增大而增大。因此，科研团队初步判定小龙虾壳粉可以提高沥青混合料的硬度。

随着加载频率的增加，沥青的高温特性也会随之增强，频率主要反映了交通荷载对路面作用的持续时间。在动态剪切流变实验中，科研成员发现在沥青黏结剂中加入小龙虾壳粉后，混合物的频率增加，剪切应力引起的变形减小。也就是说，小龙虾壳粉可以提高沥青黏结剂的高温性能。

多应力重复蠕变恢复实验采用沥青蠕变回复率和不可回复蠕变柔量，以及相应的应力敏感性作为其高温性能的评价指标，可以很好地反映出改性沥青的非线性黏弹性响应。其中，不可回复蠕变柔量已被证实与改性沥青车辙性能具有较好的相关性。通过实验，科研人员发现在一定范围内，小龙虾壳粉与沥青的混合物比单独沥青的抗永久变形性能力更强。也就是说，小龙虾壳粉能显著提高沥青黏结剂的抗蠕变性。

目前为止，改善沥青性能的主要方法是添加橡胶粉等改性剂，存在刚度不足等问题。而夏诚东团队通过傅里叶变换红外光谱测试结果表明，小龙虾壳粉不会影响沥青的化学结构，其改性主要是一个物理过程。换句话说，在沥青中添加小龙虾壳粉，沥青本身适用于修路的化学性质并不会改变，而且可以更有效地提高沥青黏结剂的力学性能，以及沥青混合料的渗透性和软点强度。

2020年4月15日，夏诚东团队的研究成果发表在国际SCI期刊《清洁生产杂志》上，并且申请了国家专利，不久后就能投入实践。有了这项创新技术之后，网友们戏称：“以后吃小龙虾也是为环保做贡献了。”

摘自《知识窗》