科学家研宣布可固碳活性修建资料

时间：2025-06-26 04:03:15 来源：大发体育app下载官网

  在瑞士苏黎世联邦理工学院，多个学科正在通力合作，将传统资料与细菌、藻类和真菌结合起来，方针是创造出能使用微生物代谢取得有用特性的生物资料。“比方具有经过光合效果从空气中吸收二氧化碳的才能。”苏黎世联邦理工学院大分子工程学教授Mark Tibbitt说。

  现在，由Tibbitt领导的跨学科研讨团队已将这一愿景变为实际。他们将光合细菌（蓝藻）安稳地嵌入可打印凝胶中，开宣布一种活的、成长的、能自动从空气中去除碳的资料。相关研讨成果近来发表于《天然-通讯》。

  这种资料可经过3D打印塑形，仅需阳光、人工海水及易获取的养分的东西就能在二氧化碳环境下成长。“作为修建资料，未来它或许能直接将二氧化碳封存在修建中。”Tibbitt说。

  该资料的一起之处在于，其吸收的二氧化碳量远超其经过有机成长固定的量。“由于该资料不只能以生物质方式储碳，还能构成矿藏质这正是这些蓝藻的特别特点。”Tibbitt提醒说。

  Tibbitt研讨组的博士生崔一凡（音）解说说：“蓝藻是地球上最陈旧的生命方式之一。它们具有极高的光合功率，能使用最弱小的光线将二氧化碳和水转化为生物质。”一起，这些细菌经过光合效果改动细胞外化学环境，促进碳酸盐（如石灰）堆积。这些矿藏质构成了额定的碳汇，且比较生物质能以更安稳的方式封存二氧化碳。

  “咱们在资猜中特意强化了这一特性。”崔一凡（音）解说说，矿藏质在资料内部堆积会增强其机械强度，使开端柔软的结构逐步硬化。

  试验室测验显现，该资料在400天内继续固碳，其间大部分以矿藏方式存在约每克资料固定26毫克二氧化碳，远超许多生物办法的固碳功率。

  承载活体细胞的基质是一种水凝胶由交联聚合物构成的高含水量凝胶。Tibbitt团队精选的聚合物网络既能传输光、二氧化碳、水和养分，又能让细胞均匀分布且不溢出资料。

  为保证蓝藻长时间存活并坚持高效，研讨人员还经过3D打印优化结构几许形状，以添加表面积、提高透光性并促进养分活动。“咱们规划的结构既能透光，又能经过毛细效果被迫分配养分液。”论文一起榜首作者Dalia Dranseike指出，封装其间的蓝藻已坚持高效活性超越一年。

  研讨人员以为，这种低能耗、环境友好的活性资料能弥补现有化学固碳工艺。“未来，咱们咱们都期望探究怎么将其用作修建外墙涂层，在修建全生命周期内继续固碳。”Tibbitt说。

  尽管前路尚远，但修建范畴的同行已开端试验性使用。在苏黎世联邦理工学院博士生Andrea Shin Ling的推进下，这项基础研讨已登上第19届威尼斯世界修建双年展的舞台。“最具应战的是将试验室规划的生产流程扩大到修建尺度。”这位一起参加本研讨的修建师兼生物规划师表明。

  Ling在苏黎世联邦理工学院数字修建技能教授Benjamin Dillenburger的指导下开发了生物制作渠道，该渠道能在修建尺度上打印含有功用性蓝藻的活性结构。在威尼斯世界修建双年展加拿大馆展出的一个名为“浮游生物”的设备中，研讨团队用打印的活性构件制作了两件树状著作，最高约3米。凭借蓝藻，每件著作年均可固碳18公斤，相当于温带区域一棵20年松树的固碳量。

  “这个设备是场试验咱们改造加拿大馆使其供给足够的光照、湿度和温度，然后调查蓝藻的成长状况。”Ling介绍说。团队每天在现场监测保护设备，展期将继续至11月23日。（来历：我国科学报 李惠钰）

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