宾夕法尼亚大学研究人员开发出一种新型混凝土可捕获二氧化碳

宾夕法尼亚大学的研究人员发明了一种新型混凝土，它可以在保持结构完整性的同时捕获二氧化碳。这种材料将3D打印技术与硅藻土（DE）相结合，硅藻土是一种由微藻化石制成的物质。根据发表在《先进功能材料》上的研究结果，这种混凝土比传统混凝土捕获的二氧化碳最多高出142%，同时消耗更少的水泥，并达到标准的抗压强度目标。

Shu Yang’s 3D Concrete Printing Lab.

其关键成分硅藻土具有多孔结构，可以捕获二氧化碳，并提高混凝土在3D打印过程中的稳定性。“通常，如果增加表面积或孔隙率，强度就会下降，”论文共同资深作者、约瑟夫·博尔多纳工程与应用科学教授杨舒说道。“但在这里，情况恰恰相反；随着时间的推移，结构变得更坚固了。” 当材料的几何形状得到优化时，该团队的二氧化碳转化率又提高了30%。

研究人员采用了一种名为三重周期极小曲面（TPMS）的复杂几何结构，这种结构天然存在于骨骼和珊瑚礁中。这些形状可以最大限度地增加表面积，同时最大限度地减少材料消耗。该论文的共同资深作者、建筑学副教授 Masoud Akbarzadeh 指出，该团队“可以减少近 60% 的材料，同时仍然能够承载负载，这表明可以用更少的材料实现更多的事情。”

测试表明，打印组件比传统混凝土块节省了68%的材料，同时其表面积与体积的比值提高了500%以上。TPMS结构保留了实体结构90%的抗压强度，每单位水泥的二氧化碳吸收量提高了32%。该团队目前正致力于将该技术推广到全尺寸结构元件，并探索其在人工鱼礁等海洋基础设施中的应用。

来源：penntoday.upenn.edu