新型“活体建筑材料”可从空气中吸收二氧化碳

新型“活体建筑材料”是指将微生物与传统材料结合，使其具备从空气中吸收二氧化碳能力的一类材料。以下是对它的具体介绍：研发团队与成果：瑞士苏黎世联邦理工学院大分子工程学教授Mark Tibbitt领导的跨学科研究团队将光合细菌（蓝藻）稳定地嵌入可打印凝胶中，开发出能主动从空气中去除碳的材料。相关研究成果发表于《自然-通讯》。材料特性与原理：    独特的固碳能力：该材料吸收的二氧化碳量远超其通过有机生长固定的量。蓝藻具有极高的光合效率，能利用微弱光线将二氧化碳和水转化为生物质，同时通过光合作用改变细胞外化学环境，促使碳酸盐（如石灰）沉淀，这些矿物质构成额外碳汇，相比生物质能更稳定地封存二氧化碳。    良好的生长特性：可通过3D打印塑形，仅需阳光、人工海水及易获取的营养物质就能在二氧化碳环境下生长。    稳定的细胞基质：承载活体细胞的基质是一种水凝胶，由交联聚合物构成，能传输光、二氧化碳、水和养分，让细胞均匀分布且不溢出材料。    优化的结构设计：研究人员通过3D打印优化结构几何形状，增加表面积、提升透光性并促进营养流动，以确保蓝藻长期存活并保持高效。封装其中的蓝藻已保持高效活性超过一年。实验与应用前景：实验室测试显示，该材料在400天内持续固碳，约每克材料固定26毫克二氧化碳，远超许多生物方法的固碳效率。在第19届威尼斯国际建筑双年展加拿大馆展出的“浮游生物”装置中，研究团队用打印的活性构件建造了两件树状作品，最高约3米，每件作品年均可固碳18公斤，相当于温带地区一棵20年松树的固碳量。研究人员希望探索将其用作建筑外墙涂层，在建筑全生命周期内持续固碳。此外，美国科罗拉多大学博尔德分校的研究小组也在开发包括藻类混凝土等在内的多种产品，希望将建筑业转变为治愈地球的力量。美国密歇根州立大学的研究人员将材料科学与新兴的建筑技术相结合，研发出的新材料内部微生物可以去除温室气体并修复损坏。美国南加州大学研究团队受珊瑚造礁启发，研发出可从大气中捕获二氧化碳并制造耐火建筑材料的新工艺，制造出的新材料的碳足迹为负值。