Vật liệu xây dựng mới này không phát thải carbon – mà còn hấp thụ carbon
Bởi Colleen Wamback, Viện Bách khoa Worcester
Ngày 5 tháng 1 năm 2026
Vật liệu kết cấu enzyme (ESM), một vật liệu xây dựng chắc chắn, bền bỉ và có thể tái chế. Nguồn: Viện Bách khoa Worcester
Vật liệu tác dụng nhanh, bền lâu này cung cấp một lựa chọn mới vượt ra ngoài bê tông truyền thống.
Các nhà nghiên cứu tại Viện Bách khoa Worcester (WPI) đã phát triển một vật liệu xây dựng âm carbon mới có thể định hình lại các phương pháp xây dựng bền vững.
Được mô tả trong tạp chí có tầm ảnh hưởng cao Matter, bước tiến này giới thiệu vật liệu kết cấu enzyme (ESM), một vật liệu xây dựng chắc chắn, bền lâu và có thể tái chế, được sản xuất bằng quy trình tiết kiệm năng lượng lấy cảm hứng từ các hệ thống sinh học.
Biến carbon dioxide thành cấu trúc
Dưới sự lãnh đạo của Nima Rahbar, Giáo sư danh dự Ralph H. White Family và Trưởng khoa Kỹ thuật Xây dựng, Môi trường và Kiến trúc, nhóm nghiên cứu đã tạo ra ESM bằng cách khai thác một loại enzyme chuyển đổi carbon dioxide thành các hạt khoáng chất rắn. Sau đó, các hạt này được liên kết với nhau và được làm khô trong điều kiện nhẹ nhàng, giúp tạo hình vật liệu thành các cấu kiện kết cấu chỉ trong vài giờ. Trái ngược với bê tông thông thường, vốn phụ thuộc vào nhiệt độ cao và thời gian làm khô kéo dài, ESM có thể được sản xuất nhanh chóng đồng thời giảm đáng kể tác động đến môi trường.
“Bê tông là vật liệu xây dựng được sử dụng rộng rãi nhất trên hành tinh, và việc sản xuất nó chiếm gần 8% lượng khí thải CO2 toàn cầu,” Rahbar cho biết. “Những gì nhóm chúng tôi đã phát triển là một giải pháp thay thế thiết thực, có thể mở rộng quy mô, không chỉ giảm lượng khí thải mà còn thực sự thu giữ carbon. Sản xuất một mét khối ESM có thể hấp thụ hơn 6 kg CO2, so với 330 kg do bê tông thông thường thải ra.”
Hiệu năng vượt trội cho xây dựng thực tế
Khả năng đóng rắn nhanh, độ bền có thể điều chỉnh và khả năng phục hồi của ESM khiến nó đặc biệt hứa hẹn cho các ứng dụng thực tế như mái nhà, tấm tường và các cấu kiện xây dựng mô-đun. Khả năng sửa chữa của nó có thể cắt giảm chi phí xây dựng dài hạn và giảm đáng kể lượng vật liệu được đưa đến bãi rác mỗi năm.
“Nếu chỉ một phần nhỏ ngành xây dựng toàn cầu chuyển sang sử dụng các vật liệu âm carbon như ESM, tác động có thể rất lớn,” Rahbar nói thêm.
Sự đổi mới này có giá trị tiềm năng cho các ngành công nghiệp từ nhà ở giá rẻ và xây dựng thích ứng với biến đổi khí hậu đến cứu trợ thiên tai, nơi các vật liệu kết cấu nhẹ, được sản xuất nhanh chóng có thể đẩy nhanh nỗ lực tái thiết. Bởi vì ESM được sản xuất với năng lượng thấp và các nguyên liệu sinh học tái tạo, nó cũng phù hợp với các mục tiêu toàn cầu về cơ sở hạ tầng trung hòa carbon và sản xuất tuần hoàn.
(Tham khảo: “Vật liệu kết cấu enzyme âm carbon bền, độ bền cao thông qua kỹ thuật huyền phù mao dẫn” của Shuai Wang, Pardis Pourhaji, Dalton Vassallo, Sara Heidarnezhad, Suzanne Scarlata và Nima Rahbar, ngày 3 tháng 12 năm 2025, Matter.) DOI: 10.1016/j.matt.2025.102564
Các tác giả xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ tài chính từ Quỹ Khoa học Quốc gia theo số hiệu giải thưởng 2223664.
