挪威科技大学的瓦尔德·埃格 混凝土会产生大量的温室气体
这就是为什么研究人员正在寻找生产这种重要建筑材料的更环保的形式
信用:Shutterstock “建筑行业排放大量的二氧化碳”，SINTEF研究员西蒙·巴尔泽·勒说，他是一个跨学科研究小组的成员，该小组目前正在开发一种叫做生化水泥的生物水泥
“水泥是混凝土中的粘合剂，仅水泥的生产就占全球温室气体排放量的5%以上
" 没有排放——没有变暖 在传统的水泥生产中，石灰石被加热到1450度
这个过程被称为煅烧，其结果是以二氧化碳的形式释放出大量的温室气体(GHG)
“目前有许多方法来减少这些体积，”巴尔泽勒说
“我们的选择包括捕获二氧化碳气体，用另一种粘合剂部分替代水泥，或者找到一种不用加热就能制造水泥的方法
这是我们在生物科技发展中使用的方法，”她说
如果研究人员成功推进这最后一种方法，它可能会对减少建筑行业产生的GHG排放量产生巨大影响
“我们的估计表明，与传统水泥相比，使用这种材料可以减少高达80%的全球排放量，尽管目前形式的生物强化水泥不能用于所有建筑应用
然而，它将有助于建筑部门减少二氧化碳排放的集体努力
细菌混凝土由沙子、磨细的石灰石和两种特定的细菌组成，混合有水、尿素和细菌的营养物质
这是西蒙妮·巴尔泽·勒在她的实验室
信用:黑瓦德·埃格 细菌代替加热 这一过程始于以传统方式混合研磨的石灰石颗粒和沙子
但是他们没有加热石灰石，而是加入了特殊的细菌，这些细菌是研究人员在挪威凡尔登的一个石灰石采石场附近发现的
“细菌产生有机酸，包括乳酸和乙酸，”巴尔泽·勒说
“这些有助于降低混合物的酸碱度，从而部分溶解石灰石，释放钙离子和碳酸盐
" “第二步包括将沙子与另一种形式的细菌在一个模子中混合，然后将部分溶解的石灰石和尿素的混合物加入到模子中
这些细菌产生一种分解尿素的酶，从而导致酸碱度再次升高
在这样的条件下，钙与碳酸钙晶体一起形成，正是这些晶体在细菌混凝土中起粘合剂的作用，”她解释说
干燥后，模具中的材料变成固体
本质上，这种方法是众所周知的生物地球化学过程的延伸，称为微生物诱导方解石沉淀(MICP)
碳酸钙沉淀是天然矿物质和细菌代谢相互作用的结果
除了别的以外，MICP还被美国公司bioMASON用来制造和稳定路基
“我们的方法的优点是，钙和碳酸盐都来自石灰石，这使我们能够减少尿素的使用，相比之下，另一种常用的MICP形式是从尿素中单独获得碳酸盐，”巴尔泽勒说
信用:黑瓦德·埃格 从制砖开始 研究人员一直在研究应用这项技术的多种不同方式
最直接的方法很可能是制造细菌基砖，这种砖的制造成本可能只比标准砖高10%
“制砖将使我们能够发展这一工艺，但我们也在寻找这种材料的更多商业应用，这将降低生产成本，”巴尔泽·勒说
“最现实的情况是制造可以从工厂直接运输到建筑工地的商业化砖块，”她说
实用且可回收 现在说这种生物水泥在质量方面的表现还为时过早
“它不会像传统混凝土那样坚固，但在某些应用中，它的材料强度可能会超过足够的强度，”巴尔泽·勒说，并补充说有许多潜在的方法可以使生物强化混凝土更坚固
这些包括使用源自木材的铝或纤维素纤维的各种类型的增强材料，这两种材料将使该材料可用于许多不同的应用
研究人员也认识到了循环利用生物能源的潜力
“这将减少原材料的使用，使这成为我们非常激动人心的研究领域，”巴尔泽·勒说
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