Разработан стройматериал с отрицательным углеродным следом

Исследователи Вустерского политехнического института разработали новый строительный материал, который в процессе производства удаляет из атмосферы больше углекислого газа, чем выделяет. Результаты работы опубликованы в научном журнале Matter.

Разработка получила название enzymatic structural material (ESM) — «энзимный конструкционный материал». Он сочетает прочность, долговечность и возможность полной переработки с существенно более низкими энергозатратами по сравнению с традиционными строительными материалами.

Проект возглавил Нима Рахбар, профессор и руководитель департамента гражданского, экологического и архитектурного инжиниринга WPI. В основе технологии лежит использование фермента, способного преобразовывать углекислый газ в твёрдые минеральные частицы. Эти частицы затем связываются между собой и отвердевают в мягких условиях, что позволяет формировать конструкционные элементы в течение нескольких часов.

Для сравнения, традиционный бетон производится при высоких температурах и может набирать проектную прочность в течение недель. Новый материал формируется значительно быстрее и оставляет меньший углеродный след.

По словам Нимы Рахбара, производство бетона — самого широко используемого строительного материала в мире — отвечает примерно за 8% глобальных выбросов CO₂. При этом выпуск одного кубического метра ESM, согласно расчётам исследователей, позволяет связать более 6 кг углекислого газа, тогда как аналогичный объём обычного бетона сопровождается выбросами порядка 330 кг CO₂.

Разработчики отмечают, что ESM сочетает быстрое твердение с настраиваемыми механическими характеристиками и возможностью повторной переработки. Это делает материал пригодным для практического применения — от кровельных перекрытий и стеновых панелей до модульных строительных систем. Возможность ремонта конструкций из ESM потенциально снижает долгосрочные издержки эксплуатации и уменьшает объёмы строительных отходов.

Помимо стандартного строительства, материал рассматривается как перспективный для использования в проектах доступного жилья, климатически устойчивой инфраструктуры и восстановительных работ после стихийных бедствий. Лёгкие элементы, которые можно быстро изготавливать и монтировать, могут ускорить восстановление территорий после экстремальных погодных событий.

Авторы подчёркивают, что низкоэнергетический производственный процесс и использование биологических компонентов позволяют рассматривать ESM как часть более широкой стратегии перехода к углеродно-нейтральной инфраструктуре и циркулярным производственным системам. По их оценке, даже частичный переход строительной отрасли на углеродно-отрицательные материалы может существенно повлиять на глобальный баланс выбросов парниковых газов.