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新工藝將CO2轉化為耐火建筑材料
2025年03月27日 09:16 來源:科技日報 關燈

美國南加州大學研究團隊受珊瑚造礁啟發(fā),研發(fā)出可從大氣中捕獲二氧化碳(CO2)并制造耐火建筑材料的新工藝,為研發(fā)負碳建筑開辟全新路徑。相關論文發(fā)表于最新一期《先進制造》雜志。

珊瑚蟲群落的生存智慧令人驚嘆。這些微小生物通過吸收海水中的鈣和二氧化碳,分泌碳酸鈣構筑起堅固的珊瑚礁。

研究團隊運用仿生學原理,采用3D打印技術,復刻出珊瑚的有機架構。他們先制備出具有多孔結構的聚合物支架,經導電涂層處理后接入電化學電路,再將其浸入氯化鈣溶液內。當向溶液中加入CO2時,其會水解成碳酸氫根離子,并與溶液中的鈣發(fā)生反應形成碳酸鈣。碳酸鈣會逐漸填滿3D打印聚合物支架的孔隙,最終形成致密的聚合物復合材料。

測試結果顯示,這些聚合物復合材料展現出極佳的機械強度、斷裂韌性和耐火能力。研究團隊解釋稱,遇到高溫時,碳酸鈣礦物會釋放出少量CO2,形成阻燃屏障,從而發(fā)揮滅火作用。此外,如果材料出現裂紋,只需接通低壓電源即可通過電化學反應實現自我修復。模塊化的設計也使新材料能像搭積木般組裝成大型建筑構件。

現有碳捕獲技術往往側重于儲存CO2或將其轉化為液體物質,但這些方法既昂貴又低效。新方法可讓捕獲的碳“變身”為防火建筑材料。全生命周期評估結果顯示,制造出的新材料的碳足跡為負值。鑒于建筑材料和建筑物碳排放量約占全球碳排放量的11%,該技術商業(yè)化后或將重塑綠色建筑新范式。(記者劉霞)

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編輯:方琳
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