Учёные из Вустерского политехнического института (WPI) разработали уникальный строительный материал — ферментативный структурный материал (Enzymatic Structural Material, ESM), способный поглощать углекислый газ (CO₂) в процессе затвердевания. Данная технология открывает новые горизонты для устойчивого строительства, особенно учитывая, что традиционное производство бетона является одним из крупнейших источников выбросов углекислого газа. В этой статье мы рассмотрим ключевые аспекты и преимущества нового материала, а также его влияние на экологию и строительную отрасль.

Проблема углеродных выбросов в строительстве

Производство бетона в мире ежегодно выбрасывает около 8% от общего объёма углекислого газа, что является серьёзной экологической угрозой. Это связано с:

• Энергоёмкостью процесса: Производство бетона требует значительных энергетических ресурсов.
• Ростом населения: Увеличение потребности в жилье ведет к увеличению объёмов производства бетона.
• Неэффективностью альтернатив: Попытки заменить традиционный бетон на другие материалы сталкиваются с проблемами долговечности и стоимости.

Технология создания ESM

Ферментативный структурный материал создаётся с использованием биотехнологий, где ключевую роль играет фермент углеродная ангидраза. Этот процесс включает следующие этапы:

• Химические реакции: Фермент катализирует превращение растворённого CO₂ в твёрдый карбонат кальция.
• Использование песка: Песок служит добавкой, связываемой карбонатом для формирования прочных структур.
• Условия производства: Процесс происходит при комнатной температуре без необходимости высокотемпературного обжига.

Преимущества ESM по сравнению с традиционным бетоном

Новый материал имеет ряд значительных преимуществ, включая:

• Экологичность: При производстве 1 м³ ESM поглощается 6,1 кг CO₂ вместо 330 кг при производстве обычного бетона.
• Прочностные характеристики: ESM обладает прочностью на сжатие до 25–30 МПа, что делает его подходящим для несущих конструкций.
• Быстрое отверждение: Материал затвердевает за несколько часов, значительно сокращая время и ресурсы на строительство.

Перспективы применения и дальнейшие исследования

Разработка ESM открывает широкие возможности для устойчивого строительства и восстановления после стихийных бедствий. Однако важно учитывать следующие моменты:

• Тестирование в различных условиях: Необходимо провести испытания нового материала в разных климатических условиях для оценки его надёжности.
• Скорость внедрения: Авторы исследования призывают не спешить с массовым внедрением до завершения всех необходимых тестов.
• Влияние на углеродный след: Частичное замещение традиционного бетона может значительно сократить углеродные выбросы строительной отрасли.

«Зелёный бетон», как его называют исследователи, представляет собой шаг к углеродной нейтральности и замкнутой экономике. Этот материал способен изменить подход к строительству и значительно улучшить экологическую ситуацию на планете.