中国科学家研制出仿生低碳新型建筑材料

中国科学家研制出仿生低碳新型建筑材料

中国科学院理化技术研究所研究团队受自然界中沙塔蠕虫构筑巢穴过程启发,在低温常压条件下制备了力学性能优异的仿生低碳新型建筑材料,为建筑领域节能减排提供了新思路。相关成果日前在国际学术期刊《物质》发表。
“传统的水泥基建材,在生产过程中需消耗大量能量,同时会产生大量碳排放,发展新型低碳建筑材料具有重要意义。”文章通讯作者、中国科学院理化技术研究所研究员王树涛说。
据介绍,近年来国内外开展了大量研究工作,尝试用粘结剂将沙粒、矿渣等固体颗粒粘结起来形成天然基建筑材料,然而此类材料强度普遍较低,难以满足实际建筑需求。
此项最新研究中,研究团队运用仿生策略,设计了天然基仿生低碳新型建筑材料。“沙塔蠕虫可通过分泌复合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。受此启发,团队引入正电性季铵化壳聚糖与负电性海藻酸钠形成仿生粘结剂,实现了对各类固体颗粒的牢固粘结。”文章第一作者、中国科学院理化技术研究所博士研究生徐雪涛说。


利用沙漠沙、海沙、矿渣等不同固体颗粒可构筑高强度仿生低碳新型建筑材料。(中国科学院理化技术研究所供图)

“这种天然基仿生低碳新型建筑材料的抗压强度可达17兆帕,可达到常规建筑材料要求标准。”王树涛说,这种材料还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能,在低碳建筑领域具有很大应用潜力。