我国科学家制备出仿生低碳新型建筑材料

 

科技日报记者 陆成宽

23日，记者从中国科学院理化所获悉，受沙塔蠕虫筑巢过程启发，该所研究人员在低温常压条件下，制备出力学性能优异的仿生低碳新型建筑材料。该研究为发展新型低碳建筑材料提供了新思路。相关研究成果在线发表于《物质》杂志。

利用沙漠沙、海沙、矿渣等不同固体颗粒均可构筑高强度仿生低碳新型建筑材料。中国科学院理化所供图

传统水泥基建材的生产不仅耗能量大，而且还会排放大量二氧化碳。因此，发展新型低碳建筑材料，特别是基于天然原料的低碳建筑材料，对于在建筑领域内降低碳排放量具有重要意义。近年来，国内外开展了大量的研究工作，提出多种用于构筑建筑材料的基于天然原料的粘结剂，比如生物高分子粘结剂、细菌矿化粘结剂及酶矿化粘结剂等。

“然而，目前利用各类天然基粘结剂粘结沙粒及其他固体颗粒，所形成的块状建筑材料的强度普遍较低，难以满足实际应用需求。因此，设计出高强度的天然基低碳建筑材料仍然是一个亟待攻克的难题。”论文通讯作者、中国科学院理化所研究员王树涛说。

自然界中，沙塔蠕虫可通过分泌同时含有正电性蛋白与负电性蛋白的粘液粘结沙粒构筑坚固的巢穴。“受此过程启发，我们将由正电性季铵化壳聚糖与负电性海藻酸钠形成仿生天然粘结剂，用于沙粒、矿渣等各类固体颗粒的粘结，在低温常压条件下，制备出高强度的低碳建筑材料。”论文第一作者、中国科学院理化所博士研究生徐雪涛说。

王树涛表示，该天然基仿生低碳新型建筑材料的抗压强度为17兆帕，达到了常规建筑材料要求标准。更重要的是，该天然基仿生低碳新型建筑材料具有优异的抗老化性能、防水性能以及独特的可循环利用性，在低碳建筑领域具有巨大应用潜力。