美國研發「自修復」混凝土,捕碳在 24 小時內修補裂縫

作者 | 發布日期 2021 年 06 月 16 日 14:01 | 分類 環境科學 , 科技生活 Telegram share ! follow us in feedly


混凝土裂縫是長期令相關業者頗為頭痛的問題,細小裂縫雖然不會影響結構完整性,但隨著裂縫蔓延或水滲入,也有損強度,現在美國科學家則打算透過神奇的「酶」,點亮混凝土材料的「自癒」功效與吸收二氧化碳技能。

混凝土材料堅固耐用、原料來源廣泛、製作又方法簡單,是現代建築的主要材料之一,其中水泥可以說是混凝土的黏著劑,不然砂石難以牢固一採就碎,隨著水泥業的碳足跡逐漸受到關注,若能稍稍改變配方,又或是延長建築使用的壽命,將能逐步綠化。

混凝土裂縫的生成原因千百種,如今科學家透過人體血液中找到的碳酸酐酶 (CA),讓混凝土在出現「小傷口」的時候可以自我療癒,避免崩塌、省去更加昂貴且複雜的結構更換。

紅血球中的 CA 酶負責把細胞中的二氧化碳傳入血液,美國伍斯特理工學院(Worcester Polytechnic Institute)土木與環境工程副教授 Nima Rahbar 表示,我們在自然中尋找可以快速轉移二氧化碳的因子,而這就是 CA 酶。

團隊認為體內中的酶反應速度非常快,或許也能套用在其他地方,能有效修復且加強混凝土結構。團隊在混合與澆注混凝土材料之前,先在混凝土粉末中加入 CA 酶,讓未來混凝土出現小裂縫時,酶可以跟空氣中的二氧化碳產生反應,生成碳酸鈣(石灰石)晶體,迅速填充裂縫。

團隊測試指出,新型混凝土可以在 24 小時內修復公釐級裂縫。研究團隊指出,這項技術的作用速度比過去的細菌自我修復法還要迅速且便宜,先前需要長達一個月的時間才能修復更小的裂縫。

雖然說新型混凝土吸收二氧化碳的量可以忽略不計,可能沒辦法讓建築搖身一變成「吸碳大戶」,但是研究是讓建築的使用壽命延長,Rahbar 預測,這種類型的自我修復技術可以將建築結構壽命從 20 年延長到 80 年。

(首圖來源:伍斯特理工學院