Ученые из Вустерского политехнического института (WPI) в Массачусетсе разработали инновационный строительный материал, названный ферментативным структурным материалом (ESM). Его ключевая особенность в том, что он является углеродно-отрицательным: в процессе затвердевания он не выделяет, а, напротив, активно поглощает углекислый газ из атмосферы.
Разработка основана на биотехнологии с использованием фермента углеродной ангидразы в качестве катализатора. Этот фермент ускоряет превращение растворенного в воде CO₂ в твердый карбонат кальция, который, в свою очередь, связывает частицы песка в прочные структуры. Весь процесс происходит при комнатной температуре и нормальном давлении, без необходимости высокотемпературного обжига, характерного для традиционного производства цемента.
Производство обычного бетона ежегодно генерирует около 8% глобальных выбросов CO₂, что делает его крайне энергоемким и экологически проблемным. В отличие от него, ESM-материал при производстве одного кубического метра не только избегает выброса 330 кг CO₂, но и поглощает 6,1 кг углекислого газа.
Новый материал демонстрирует достаточную прочность на сжатие (до 25–30 МПа), подходит для несущих конструкций, обладает водостойкостью и возможностью полной переработки. Он формируется в готовые элементы всего за несколько часов, что значительно сокращает энергозатраты и трудоемкость строительства по сравнению с обычным бетоном, отвердевание которого может занимать до месяца.
Авторы видят в ESM перспективную основу для экологически чистого и доступного жилья, способную приблизить строительную отрасль к целям углеродной нейтральности.
Результаты исследования опубликованы в журнале Matter.
