伍斯特理工学院的杰克·利维 图形摘要
信用:DOI: 10
1016/j
无光泽的
2021
12
020 减缓气候变化是世界人口面临的最大挑战之一
现在，伍斯特理工学院的一组研究人员开发了一种全新的材料，这是一种低成本、高影响的可持续解决方案，可以解决气候变化的最大促成因素之一——混凝土
据统计，1995年至2020年间，全球水泥产量从1
390亿比4
这使得它成为地球上仅次于水的第二大最广泛使用的物质
土木、环境和建筑工程副教授尼玛·拉巴尔说，由于混凝土无处不在，而且二氧化碳排放量很高，“人类需要找到混凝土的替代品。”
正如在《物质》杂志上发表的那样，WPI的研究导致了一种自愈合酶促建筑材料(ECM)的产生，研究小组将其描述为一种“活材料”，“提供了一种在未来修复甚至取代[传统]混凝土的途径”
" 生物酶是推动化学反应的催化剂
这种材料使用一种被称为碳酸酐酶的酶，这种酶存在于所有活细胞中
碳酸酐酶有效地与CO2反应，并且“具有从大气中快速去除温室气体的独特能力”
化学和生物化学教授理查德·惠特科姆·苏珊娜·斯卡拉塔说:“这种特性使我们能够配制一种负碳材料，我们希望这种材料最终能够取代混凝土。”
ECM是通过一种酶反应生成碳酸钙晶体的过程制造的，碳酸钙晶体是材料的主要成分
这种材料中还加入了沙浆和聚合物，在早期阶段将材料结合在一起，就像建筑过程中的脚手架一样
如果随着时间的推移因磨损或其他损坏而出现裂缝，这种材料也可以自我修复，在多达六次的自我修复循环中保持其强度
这项研究建立在拉巴尔、斯卡拉塔和博士之间的跨学科合作基础上
D
学生王帅
该小组先前创造了一种新型的自愈混凝土
新的负排放建筑材料更进一步，将混凝土留在身后，创造出一种全新的物质，部分由二氧化碳制成:二氧化碳在生产过程中进入材料，材料在自我修复过程中也会消耗二氧化碳
事实上，研究小组设计了一种计算方法，显示“一立方码的ECM储存18磅的CO2，而一立方码的混凝土排放400磅的CO2，”拉赫巴尔说
通过大量的测试和实验，研究小组发现这种材料具有他们所说的“出色”的抗压强度，可以与传统的砂浆相媲美，这使得它足够强大，可以作为抗压元件用于桥梁或建筑物的建设
它也不需要像传统砖那样高温烘烤，而且可以快速制作，不像固化混凝土需要28天
ECM也可以低成本生产，因为酶的百分比很小
虽然我们可能不会马上在建筑工地上看到ECM，但用不了多久我们就会看到了
研究小组计划采取措施尽快将这种材料带出实验室，首先通过“优化酶的催化效率、支架的特性和晶体结构的力学”来增强ECM的特性，然后开始将产品商业化
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