新工艺将CO2转化为耐火建筑材料

    科技日报北京3月26日电 （记者刘霞）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（CO2）并制造耐火建筑材料的新工艺，为研发负碳建筑开辟全新路径。相关论文发表于最新一期《先进制造》杂志。

    珊瑚虫群落的生存智慧令人惊叹。这些微小生物通过吸收海水中的钙和二氧化碳，分泌碳酸钙构筑起坚固的珊瑚礁。

    研究团队运用仿生学原理，采用3D打印技术，复刻出珊瑚的有机架构。他们先制备出具有多孔结构的聚合物支架，经导电涂层处理后接入电化学电路，再将其浸入氯化钙溶液内。当向溶液中加入CO2时，其会水解成碳酸氢根离子，并与溶液中的钙发生反应形成碳酸钙。碳酸钙会逐渐填满3D打印聚合物支架的孔隙，最终形成致密的聚合物复合材料。

    测试结果显示，这些聚合物复合材料展现出极佳的机械强度、断裂韧性和耐火能力。研究团队解释称，遇到高温时，碳酸钙矿物会释放出少量CO2，形成阻燃屏障，从而发挥灭火作用。此外，如果材料出现裂纹，只需接通低压电源即可通过电化学反应实现自我修复。模块化的设计也使新材料能像搭积木般组装成大型建筑构件。

    现有碳捕获技术往往侧重于储存CO2或将其转化为液体物质，但这些方法既昂贵又低效。新方法可让捕获的碳“变身”为防火建筑材料。全生命周期评估结果显示，制造出的新材料的碳足迹为负值。鉴于建筑材料和建筑物碳排放量约占全球碳排放量的11%，该技术商业化后或将重塑绿色建筑新范式。