风沙灾害严重威胁荒漠地区的社会经济、生态和基础设施，机械沙障等防沙措施能有效防治沙害，但传统材料（秸秆、芦苇、人工合成材料等）存在易老化、寿命短、原材料紧缺、强度不足等问题，亟需研发适应恶劣环境的新型防沙材料。
同时，我国西部荒漠地区风能产业正在快速发展，风电机组的设计寿命一般为20年至25年。到2025年早期安装的风电机组将迎来大量退役，而风电场往往与需要开展防沙治沙工作的地区接近或重合，这种地理重叠的优势为防沙原材料的供应和资源化循环利用提供可能。
图1 退役或损坏风力发电机叶片（a）和不同孔隙度新型多孔沙障（b）
图2 新型多孔沙障抗弯性能测试
图3 无沙障时不同高度输沙通量分布（a）和不同孔隙度沙障存在时输沙通量分布（b）
中国科学院西北生态环境资源研究院干旱区生态安全与可持续发展重点实验室/敦煌戈壁荒漠研究站研究团队以退役或损坏的风力发电机叶片为原料（图1a），采用切割、钻孔等工艺，制成新型多孔沙障（图1b）。
经过紫外老化、高低温交变、冲蚀磨蚀、抗弯强度等测试（图2），发现该材料具有优异的抗弯强度、热稳定性，抗紫外线老化和耐磨蚀等性能，抗弯强度是木质复合板材的14倍；风洞实验和数值模拟结果表明，该沙障能有效改变风沙流结构，减少近地面风沙输移（图3）。
新型多孔沙障兼具柔性沙障的多孔结构和刚性沙障的材料强度，适用于温差变化大、紫外线辐射强烈、风沙活动频繁的严重沙害地区，在防沙材料和风机叶片资源化回收利用等行业具有巨大的应用潜力。
该成果以“Study on the shelter and sand control effect of new porous sand barriers from recycled wind turbine blades”为题发表在国际水土保持科学权威期刊International Soil and Water Conservation Research上，西北研究院博士生何晨晨为论文第一作者，柳本立研究员为论文通讯作者。
该研究获得了国家重点研发计划、宁夏自治区重点研发计划、内蒙古自治区科技重大专项揭榜挂帅项目、中国科学院青年创新促进会优秀会员项目资助。
▓ 来源：中科院西北研究院敦煌站/复合材料社区
▓ 责编：情报君
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