伍斯特理工學(xué)院（WPI）研發(fā)出一款負碳建筑材料，其在固化過程中可吸收二氧化碳而非排放，提供了一種快速固化、更環(huán)保的替代方案。

雖然機器人尚未能澆筑混凝土，但借助這種新型材料，生物化學(xué)或許可以做到——因為它能捕獲而非排放碳。WPI的研究人員開發(fā)出一種負碳建筑材料，可能重塑可持續(xù)建筑的面貌。團隊研制出的"酶促結(jié)構(gòu)材料"（ESM）是一種耐用、可塑且可回收的物質(zhì)，通過低能耗、仿生工藝生產(chǎn)。

這一突破由WPI土木、環(huán)境與建筑工程系主任、拉爾夫·H·懷特家族杰出教授尼瑪·拉巴爾帶領(lǐng)團隊完成。拉巴爾的團隊使用一種酶將二氧化碳轉(zhuǎn)化為固體礦物顆粒，隨后在溫和條件下進行結(jié)合和固化，使混合物能在數(shù)小時內(nèi)形成結(jié)構(gòu)部件。僅固化速度就使其脫穎而出：傳統(tǒng)混凝土需要高溫和數(shù)周固化時間，而ESM成型更快，且環(huán)境影響極小。

將碳轉(zhuǎn)化為建筑材料

拉巴爾指出，全球?qū)炷恋囊蕾囏叫柚匦滤伎肌?混凝土是全球使用最廣泛的建筑材料，其生產(chǎn)過程占全球二氧化碳排放量的近8%。"他表示，新方法"不僅減少排放，還能主動捕獲碳"。據(jù)研究人員估算，生產(chǎn)每立方米ESM可封存超過6千克二氧化碳，而同等體積的傳統(tǒng)混凝土則排放約330千克。

除減排外，ESM快速固化、強度可調(diào)及可回收的特性，使其適用于墻板、屋頂板及模塊化建筑部件等領(lǐng)域。其可修復(fù)性還能降低長期維護成本——這是建筑廢棄物中常被忽視的一環(huán)。"即使全球建筑業(yè)只有一小部分轉(zhuǎn)向ESM這樣的負碳材料，其影響也將是巨大的。"拉巴爾強調(diào)。

滿足實際需求的應(yīng)用前景

這種材料的潛在應(yīng)用遠不止日常建筑。在救災(zāi)現(xiàn)場，輕質(zhì)、快速成型且低能耗的結(jié)構(gòu)材料極具價值，速度往往決定重建效率。ESM還可用于經(jīng)濟適用房、氣候適應(yīng)性基礎(chǔ)設(shè)施，以及強調(diào)回收而非廢棄的循環(huán)制造系統(tǒng)。

由于該材料采用可再生生物原料生產(chǎn)，其與全球脫碳目標(biāo)高度契合，體現(xiàn)了在構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施時充分考慮地球承載力的趨勢。盡管仍需進一步測試和擴大生產(chǎn)規(guī)模，這項技術(shù)已朝著負碳建筑邁出重要一步——不僅是更環(huán)保的建筑，更是能主動從環(huán)境中清除碳的建筑。

相關(guān)研究成果已發(fā)表于期刊《物質(zhì)》。

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