Строительство с минусовым углеродным следом

02.12.2025

Поиск строительных материалов, способных не только снижать вред для климата, но и активно связывать углекислый газ, становится одной из ключевых задач современной инженерии. На фоне высокой углеродоемкости традиционного бетона все больше внимания привлекают биоинспирированные технологии, которые заимствуют принципы у самой природы. Одним из таких решений стал новый экостройматериал, разработанный исследователями в США.

Новое исследование показывает, что ферментативные материалы могут стать важным направлением развития углеродно-отрицательного строительства, хотя и не универсальным способом модернизации всей инфраструктуры. Речь идет о подходе, при котором материал не просто требует меньше энергии при производстве, но и активно поглощает CO2, превращая его в стабильную минеральную форму.

Команда Политехнического института Вустера создала так называемый ферментативный структурный материал, или ESM. Он представляет собой твердый композит, формирующийся при участии ферментов, которые катализируют превращение углекислого газа в минеральные частицы. Руководитель проекта Нима Рахбар подчеркивает, что разработка является практичной и масштабируемой альтернативой традиционным стройматериалам, поскольку она "фактически поглощает углерод".

Ключевое отличие ESM заключается в мягких условиях производства. Материал быстро затвердевает, формируясь в течение нескольких часов, и не требует высоких температур или энергоемких процессов. Это существенно снижает суммарные энергетические затраты по сравнению с классическим бетоном, производство которого сопровождается значительными выбросами парниковых газов.

В основе технологии лежит фермент, запускающий процесс минерализации CO2. Такой биоинспирированный синтез имитирует природные химические механизмы, с помощью которых в живых системах формируются прочные структуры. По словам Рахбара, производство одного кубического метра ESM позволяет поглотить более 6 килограммов CO2, тогда как традиционные строительные материалы вносят заметный вклад в рост выбросов.

С точки зрения эксплуатационных характеристик ферментативный материал сочетает прочность, долговечность и возможность повторной переработки. Эти свойства соответствуют концепции циркулярного производства, при которой материалы многократно возвращаются в экономический оборот, а количество отходов и потребность в первичном сырье снижаются. Рахбар отмечает, что даже частичный переход мировой строительной отрасли на углеродно-отрицательные материалы способен дать огромный суммарный эффект.

Практическое применение ESM возможно в крышах, панелях и легких конструкционных элементах, а также в модульных системах и при быстром восстановлении зданий. Ремонтопригодность материала повышает его экономическую привлекательность в долгосрочной перспективе, а использование возобновляемых ресурсов и низкоэнергетических процессов согласуется с целями создания углеродно-нейтральной инфраструктуры.

<< Назад: Аэродинамический шлем LS2 Rapid III 03.12.2025

>> Вперед: Защита велосипедистов от внезапно открытых дверей 02.12.2025

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Стволовые клетки из пробирки 23.11.2012 Канадские и итальянские исследователи нашли "главный управляющий ген" для стволовых клеток человеческой крови. Ученые обнаружили, что с помощью включения и отключения данного гена можно получить эффективный способ выращивания стволовых клеток крови, пригодных для клинического использования. Как заявил д-р Джон Дик, канадский профессор биологии стволовых клеток, ведущий ученый Центра восстанавливающей медицины и Института рака Онтарио (OCI), а также профессор кафедры молекулярной генетики Университета Торонто, открытие ученых вводит новую парадигму управления стволовыми клетками человеческой крови. Результаты исследования в ближайшее время будут напечатаны в журнале Cell Stem Cell. "Впервые для человеческих кровяных стволовых клеток мы обнаружили, что новый тип некодирующих РНК, называемый микроРНК, предоставляет новую тактику управления такими клетками, открывающую дверь к выращиванию их в терапевтических целях", - сказал д-р Дик. В 2011 году д-р Дик выделил стволовые клетки человеческой крови в их чистейшем виде - как единичную стволовую клетку, способную восстановить всю кровяную систему. Как сказал ведущий автор OCI д-р Эрик Лекман, исследовательская группа удалила главный управляющий ген - микроРНК 126, - который обычно руководит сотнями других генов, сдерживая их активность, что в свою очередь оставляет стволовую клетку в "спящем" неделимом состоянии. Метод заключался в создании чрезмерного количества областей связывания микроРНК 126 в стволовых клетках с помощью специально разработанного вируса. "Вирус действует как губка, "стирая" конкретную микроРНК внутри клетки. Это позволяет подавленным генам стать более активными, после чего мы наблюдаем длительный рост стволовых клеток, без истощения или злокачественных изменений", - сказал д-р Лекман. - "Мы показали, что, удалив микроРНК, вы можете выращивать стволовые клетки, сохраняя их свойства неизменными. Это ключ к эффективному выращиванию стволовых клеток для использования на пациентах".

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026