Ένα νέο υλικό δόμησης που ανέπτυξαν ερευνητές του Worcester Polytechnic Institute (WPI) υπόσχεται να μεταμορφώσει τη βιώσιμη κατασκευή. Η ανακάλυψη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Matter, παρουσιάζει το ενζυματικό δομικό υλικό (ESM), ένα ισχυρό, ανθεκτικό και ανακυκλώσιμο υλικό κατασκευών που δημιουργείται μέσω μιας βιομιμητικής διαδικασίας χαμηλής ενέργειας.
Το ESM αναπτύχθηκε από την ομάδα του Νίμα Ραχμπάρ, επικεφαλής του Τμήματος Πολιτικών, Περιβαλλοντικών και Αρχιτεκτονικών Μηχανικών του WPI. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν ένα ένζυμο που μετατρέπει το διοξείδιο του άνθρακα σε στερεά μεταλλικά σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια ενώθηκαν και ωρίμασαν σε ήπιες συνθήκες, επιτρέποντας στο υλικό να μορφοποιηθεί σε δομικά στοιχεία μέσα σε λίγες ώρες. Σε αντίθεση με το παραδοσιακό σκυρόδεμα, που απαιτεί υψηλές θερμοκρασίες και εβδομάδες ωρίμανσης, το ESM παράγεται γρήγορα και με πολύ μικρότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.
Η σημαντική μείωση εκπομπών και η δέσμευση CO₂
Ο Ραχμπάρ τόνισε ότι «το σκυρόδεμα είναι το πιο διαδεδομένο υλικό κατασκευών στη Γη και η παραγωγή του ευθύνεται για σχεδόν το 8% των παγκόσμιων εκπομπών CO₂». Πρόσθεσε επίσης:
«Αυτό που αναπτύξαμε είναι μια πρακτική, κλιμακούμενη εναλλακτική που όχι μόνο μειώνει τις εκπομπές – τις αντιστρέφει. Η παραγωγή ενός κυβικού μέτρου ESM δεσμεύει περισσότερα από 6 κιλά CO₂, σε σύγκριση με τα 330 κιλά που εκπέμπει το συμβατικό σκυρόδεμα».
Η ταχεία ωρίμανση του υλικού, η ρυθμιζόμενη αντοχή και η ανακυκλωσιμότητά του το καθιστούν ιδανικό για εφαρμογές όπως πάνελ τοίχων, οροφές, δομικές πλάκες και προκατασκευασμένα στοιχεία. Η δυνατότητα επιδιόρθωσης μπορεί να μειώσει σημαντικά το κόστος κατασκευής και να περιορίσει τα απόβλητα που καταλήγουν σε χώρους υγειονομικής ταφής.
Πιθανές εφαρμογές και οφέλη για ανθεκτικές και οικονομικές κατασκευές
Ο Ραχμπάρ υπογράμμισε ότι «αν ακόμη και ένα μικρό ποσοστό των παγκόσμιων κατασκευών στραφεί προς αυτά τα υλικά όπως το ESM, ο αντίκτυπος θα είναι τεράστιος».
Το νέο υλικό έχει αξία για τομείς όπως η προσιτή κατοικία, οι ανθεκτικές κατασκευές απέναντι στην κλιματική αλλαγή, αλλά και η αντιμετώπιση φυσικών καταστροφών, όπου ελαφριά και γρήγορα παραγόμενα υλικά επιταχύνουν την ανοικοδόμηση.
Επειδή το ESM παράγεται με χαμηλή ενέργεια και αξιοποιεί ανανεώσιμες βιολογικές διεργασίες, ευθυγραμμίζεται με τους παγκόσμιους στόχους για κλιματικά ουδέτερες υποδομές και κυκλική παραγωγή.
Περισσότερες πληροφορίες: Shuai Wang et al, Ανθεκτικά, υψηλής αντοχής ενζυματικά δομικά υλικά αρνητικά σε άνθρακα μέσω τεχνικής τριχοειδούς εναιώρησης, Matter (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102564
Πληροφορίες περιοδικού: Matter
Παρέχεται από το Πολυτεχνικό Ινστιτούτο του Γούστερ
