Профессор Лу Цзяньсинь из Харбинского политехнического университета (Шэньчжэнь) совместно с группой Люй Сюэсэня из Гуансийского университета опубликовал в журнале «Cement and Concrete Composites» результаты работы, в которой впервые использовался атмосферный CO₂ в качестве внешнего стимула для самосборки супергидрофобного защитного слоя in situ на стенках пор пенобетона. В исследовании также приняли участие Гонконгский политехнический университет, Имперский колледж Лондона, Юго-Восточный университет и Университет Британской Колумбии.
Из-за высокой пористости и гидрофильности пенобетон обладает чрезвычайно сильным водопоглощением, что делает его крайне уязвимым для проникновения коррозионных ионов и CO₂. Традиционные методы супергидрофобной модификации, как правило, лишены способности к самовосстановлению после повреждений. Вдохновленная природным явлением непрерывного роста защитного слоя древесной коры, исследовательская группа предложила дизайнерскую стратегию «композитной пены APSD/PMS»: додекагидрат сульфата алюминия-калия используется в качестве прекурсора для осаждения микроволокон эттрингита на стенках пузырьков, создавая микрошероховатый каркас, а метилсиликонат калия в качестве прекурсора с низкой поверхностной энергией предварительно наносится на поверхность эттрингита.
В эксперименте был получен пенобетон плотностью около 830 кг/м³, который выдерживался при концентрации CO₂ от 0 до 4,0 объемных процентов. Краевой угол смачивания увеличивался с ростом концентрации CO₂ и времени выдержки; при атмосферной концентрации CO₂ (0,04 об.%) всего за 8 часов он достиг 160°, что соответствует супергидрофобному состоянию. При дозировке PMS 50% карбонизированный слой практически не наблюдался, а глубина карбонизации через 14 дней была примерно в 10–30 раз меньше, чем у традиционного пенобетона. Прочность на сжатие при 50% PMS достигла 4,9 МПа. После случайного раскалывания бетона вновь обнаженная поверхность восстанавливала супергидрофобность после 8 часов выдержки на воздухе.
В ходе испытаний на долговечность объемное водопоглощение супергидрофобного пенобетона в растворах с pH от 3 до 11 и в 3,5%-ном растворе NaCl составило всего около 1,5%. Испытания методом спектроскопии электрохимического импеданса показали, что импеданс супергидрофобного бетона на частоте 10 мГц достиг 17,6 кОм·см², что почти на 70% выше, чем у обычного пенобетона, а сопротивление переносу заряда составило 1,65×10¹⁴ Ом·см².