日前,2025年度山东省科学技术奖揭晓,青岛理工大学土木工程学院教授侯东帅,凭借在土木工程材料微观力学与耐久性提升方面的系列创新成果,获得山东省科技青年奖。
在土木工程领域,混凝土的耐久性直接决定着重大基础设施的服役寿命与安全,尤其是在海洋氯盐环境、盐渍土地区等严酷条件下,传统混凝土材料容易出现过早劣化。侯东帅的研究,正是从这一行业痛点切入,他将目光投向常人难以窥见的微观世界,致力于在纳米乃至分子尺度上“雕琢”材料性能。
“宏观工程的‘大’问题,往往需要从微观尺度的‘小’界面上寻找答案。”侯东帅这样阐释他的研究思路。他创新性地运用分子动力学模拟与先进实验观测技术,精准揭示了水泥基材料中关键水化产物——C-S-H凝胶在界面处的形成、演化规律及其纳米力学行为。这项研究如同为材料设计师提供了一张清晰的“分子地图”。
基于此,侯东帅团队提出了“界面纳米力学调控”的新方法,通过引入特定功能材料,在分子层面优化水泥水化过程,强化凝胶颗粒间的界面结合力,从而像“微观焊接”一样,显著提升了混凝土材料的宏观韧性、致密性与抗侵蚀能力。
理论研究的价值最终要通过实践来检验。据悉,该系列成果已成功应用于山东、天津等地的跨海桥梁、海底隧道等重大工程中,为解决长期困扰工程界的氯离子侵蚀、硫酸盐腐蚀等难题提供了新的技术路径,为提升工程结构在严酷环境下的百年耐久寿命提供了关键材料支撑。
“科研工作需要钻进去的定力,更要有跳出来的视野。”侯东帅表示,“坐稳基础研究的‘冷板凳’与面向国家战略需求的‘热战场’同样重要。”目前,他和团队正将研究视野拓展至低碳、智能土木工程材料等新兴方向,致力于为推动我国土木工程材料的绿色化与长效化贡献新的力量。