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6月30日消息,科学家致力于设计能直接从空气中捕获二氧化碳的新型活性材料,苏黎世联邦理工学院的研究人员将传统材料与微生物结合,取得显著成果。 跨学科团队成功把光合细菌(蓝藻)嵌入可打印凝胶,创造出“光合生物材料”。这种材料能3D打印成型,依靠阳光、二氧化碳和含常见营养成分的人工海水生长。其特殊之处在于,不仅以生物质形式,还能以矿物质形式储存碳,吸收的二氧化碳远超有机生长所需。蓝藻光合作用高效,可利用微弱光线将二氧化碳和水转化为生物质,同时改变周围化学环境形成固体碳酸盐,这些矿物质既作碳汇稳定储存二氧化碳,又能机械强化原本柔软的材料。 实验室测试显示,该材料400天内持续吸碳,每克约吸收26毫克二氧化碳,远超许多生物方法,与再生混凝土化学矿化相当。为助蓝藻长时间高效存活,研究人员设计可让光、二氧化碳等通过的水凝胶聚合物网络,并利用3D打印优化结构几何形状,增加表面积、改善光照与营养物质流动,使蓝藻存活超一年。 研究人员认为此材料是低能耗、环保的碳捕获方式,可补充现有碳封存化学过程。目前建筑领域已采用相关概念,如威尼斯建筑双年展上,利用含蓝藻的打印结构构建的装置,每个物体每年可吸收高达18公斤二氧化碳,相当于20年树龄松树的吸收量;米兰三年展上,“Dafne's Skin”探索生物材料在未来建筑围护结构中吸收二氧化碳的潜力。