【中国网】理化所研制出仿生低碳新型建筑材料

来源时间为：2023-09-25

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——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康，率先实现科学技术跨越发展，率先建成国家创新人才高地，率先建成国家高水平科技智库，率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

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【中国网】理化所研制出仿生低碳新型建筑材料

2023-09-25

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利用沙漠沙、海沙、矿渣等不同固体颗粒均可构筑高强度仿生低碳新型建筑材料

受沙塔蠕虫巢穴启发的仿生低碳新型建筑材料设计及力学性能

近日，中国科学院理化技术研究所仿生材料与界面科学重点实验室的研究人员受自然界中沙塔蠕虫构筑巢穴过程启发，利用天然基粘结剂粘结沙粒、矿渣等各类固体颗粒，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，为在建筑领域中降低碳排放量提供了新思路。研究成果发表在《物质》杂志上。

据了解，生产传统水泥基建材在高温焙烧过程中需消耗大量能量并产生巨额碳排放量。发展新型低碳建筑材料，尤其是基于天然原料的低碳建筑材料，对于在建筑领域内降低碳排放量具有重要意义。近年来，国内外开展了大量的研究工作，提出多种基于天然原料的粘结剂，如生物高分子、细菌矿化粘结剂及酶矿化粘结剂等。然而目前利用各类天然基粘结剂粘结沙粒及其他固体颗粒所形成的块材强度普遍较低，难以满足实际建筑需求。因此设计天然基低碳建筑材料仍具有挑战性。

自然界中，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。中国科学院理化技术研究所王树涛研究员团队受此过程启发，引入正电性季铵化壳聚糖与负电性海藻酸钠形成仿生天然粘结剂，实现了对于沙粒、矿渣等各类固体颗粒的牢固粘结，并最终在低温常压条件下形成高强度低碳建筑材料。该天然基仿生低碳新型建筑材料的抗压强度高达17兆帕，可达到常规建筑材料要求标准，此外，该天然基仿生低碳新型建筑材料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巨大应用潜力。

王树涛研究员为论文通讯作者，论文第一作者为博士研究生徐雪涛。

利用沙漠沙、海沙、矿渣等不同固体颗粒均可构筑高强度仿生低碳新型建筑材料受沙塔蠕虫巢穴启发的仿生低碳新型建筑材料设计及力学性能近日，中国科学院理化技术研究所仿生材料与界面科学重点实验室的研究人员受自然界中沙塔蠕虫构筑巢穴过程启发，利用天然基粘结剂粘结沙粒、矿渣等各类固体颗粒，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，为在建筑领域中降低碳排放量提供了新思路。研究成果发表在《物质》杂志上。据了解，生产传统水泥基建材在高温焙烧过程中需消耗大量能量并产生巨额碳排放量。发展新型低碳建筑材料，尤其是基于天然原料的低碳建筑材料，对于在建筑领域内降低碳排放量具有重要意义。近年来，国内外开展了大量的研究工作，提出多种基于天然原料的粘结剂，如生物高分子、细菌矿化粘结剂及酶矿化粘结剂等。然而目前利用各类天然基粘结剂粘结沙粒及其他固体颗粒所形成的块材强度普遍较低，难以满足实际建筑需求。因此设计天然基低碳建筑材料仍具有挑战性。自然界中，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。中国科学院理化技术研究所王树涛研究员团队受此过程启发，引入正电性季铵化壳聚糖与负电性海藻酸钠形成仿生天然粘结剂，实现了对于沙粒、矿渣等各类固体颗粒的牢固粘结，并最终在低温常压条件下形成高强度低碳建筑材料。该天然基仿生低碳新型建筑材料的抗压强度高达17兆帕，可达到常规建筑材料要求标准，此外，该天然基仿生低碳新型建筑材料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巨大应用潜力。王树涛研究员为论文通讯作者，论文第一作者为博士研究生徐雪涛。