研究人員開(kāi)發(fā)出一種可3D打印制作的“活體凝膠”，這種可用作建筑材料的光合活體材料融合了古老的藍(lán)藻，能從空氣中更高效去除二氧化碳。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員在英國(guó)《自然-通訊》雜志上發(fā)表論文說(shuō)，他們將藍(lán)藻這種光合細(xì)菌穩(wěn)定地融合到凝膠中，開(kāi)發(fā)出一種“活著的材料”。這種材料可通過(guò)3D打印塑形，生長(zhǎng)所需的僅是陽(yáng)光、二氧化碳以及含有基礎(chǔ)養(yǎng)分的人造海水。這種生物材料吸收的二氧化碳遠(yuǎn)多于其通過(guò)有機(jī)生長(zhǎng)所固定的二氧化碳，這是因?yàn)樗{(lán)藻不僅能在生物質(zhì)中儲(chǔ)存碳，還能以礦物形式封存碳。
研究人員介紹說(shuō)，藍(lán)藻是地球上最古老的生命形式之一，其光合作用效率很高，即使在非常微弱的光照下也能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)。同時(shí)，這些細(xì)菌在光合作用的過(guò)程中會(huì)改變細(xì)胞外的化學(xué)環(huán)境，促使固態(tài)碳酸鹽（如石灰石）沉淀下來(lái)。這些礦物成為另一種碳匯，與生物質(zhì)相比，它們能以更穩(wěn)定的形式封存二氧化碳。
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試顯示，這種材料在400天內(nèi)持續(xù)吸收二氧化碳，每克材料可吸收約26毫克二氧化碳，且大部分以礦物形式封存。此外，這種新材料還利用礦物沉積在材料內(nèi)部，使材料機(jī)械強(qiáng)度得以增強(qiáng)，這意味著藍(lán)藻能逐漸讓最初柔軟的結(jié)構(gòu)硬化。
作為載體材料的水凝膠則由含水量高的交聯(lián)聚合物構(gòu)成。研究人員特別設(shè)計(jì)了其聚合物網(wǎng)絡(luò)，使其能高效傳遞光線、二氧化碳、水分和營(yíng)養(yǎng)，并允許微生物在材料中均勻分布。
研究人員表示，這種低能耗、環(huán)保的新材料可從大氣中封存二氧化碳，用于補(bǔ)充現(xiàn)有的化學(xué)碳封存工藝。未來(lái)，人們將進(jìn)一步探討將這種材料作為建筑外墻涂層，在建筑整個(gè)生命周期內(nèi)持續(xù)封存二氧化碳。
研究人員開(kāi)發(fā)出一種可3D打印制作的“活體凝膠”，這種可用作建筑材料的光合活體材料融合了古老的藍(lán)藻，能從空氣中更高效去除二氧化碳。
瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員在英國(guó)《自然-通訊》雜志上發(fā)表論文說(shuō)，他們將藍(lán)藻這種光合細(xì)菌穩(wěn)定地融合到凝膠中，開(kāi)發(fā)出一種“活著的材料”。這種材料可通過(guò)3D打印塑形，生長(zhǎng)所需的僅是陽(yáng)光、二氧化碳以及含有基礎(chǔ)養(yǎng)分的人造海水。這種生物材料吸收的二氧化碳遠(yuǎn)多于其通過(guò)有機(jī)生長(zhǎng)所固定的二氧化碳，這是因?yàn)樗{(lán)藻不僅能在生物質(zhì)中儲(chǔ)存碳，還能以礦物形式封存碳。
研究人員介紹說(shuō)，藍(lán)藻是地球上最古老的生命形式之一，其光合作用效率很高，即使在非常微弱的光照下也能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)。同時(shí)，這些細(xì)菌在光合作用的過(guò)程中會(huì)改變細(xì)胞外的化學(xué)環(huán)境，促使固態(tài)碳酸鹽（如石灰石）沉淀下來(lái)。這些礦物成為另一種碳匯，與生物質(zhì)相比，它們能以更穩(wěn)定的形式封存二氧化碳。
實(shí)驗(yàn)室測(cè)試顯示，這種材料在400天內(nèi)持續(xù)吸收二氧化碳，每克材料可吸收約26毫克二氧化碳，且大部分以礦物形式封存。此外，這種新材料還利用礦物沉積在材料內(nèi)部，使材料機(jī)械強(qiáng)度得以增強(qiáng)，這意味著藍(lán)藻能逐漸讓最初柔軟的結(jié)構(gòu)硬化。
作為載體材料的水凝膠則由含水量高的交聯(lián)聚合物構(gòu)成。研究人員特別設(shè)計(jì)了其聚合物網(wǎng)絡(luò)，使其能高效傳遞光線、二氧化碳、水分和營(yíng)養(yǎng)，并允許微生物在材料中均勻分布。
研究人員表示，這種低能耗、環(huán)保的新材料可從大氣中封存二氧化碳，用于補(bǔ)充現(xiàn)有的化學(xué)碳封存工藝。未來(lái)，人們將進(jìn)一步探討將這種材料作為建筑外墻涂層，在建筑整個(gè)生命周期內(nèi)持續(xù)封存二氧化碳。
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