Bê tông sinh học ESM: Vật liệu xây dựng đầu tiên có khả năng hút khí thải Carbon

Các nhà nghiên cứu tại Viện Bách khoa Worcester (WPI) vừa công bố một loại vật liệu xây dựng mới có khả năng loại bỏ lượng carbon khỏi khí quyển nhiều hơn mức nó thải ra trong quá trình sản xuất. Đây được xem là lời giải cho bài toán biến đổi khí hậu trong ngành công nghiệp xây dựng toàn cầu.

1. ESM là gì? Cuộc cách mạng vật liệu cấu trúc enzym

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí khoa học uy tín Matter đã giới thiệu loại vật liệu mang tên Vật liệu cấu trúc enzym (ESM). ESM được thiết kế để đạt độ bền cao, tuổi thọ dài và có khả năng tái chế hoàn toàn, trong khi tiêu tốn ít năng lượng sản xuất hơn đáng kể so với các vật liệu truyền thống.

Dự án này được dẫn dắt bởi Giáo sư Nima Rahbar, Trưởng khoa Kỹ thuật Dân dụng, Môi trường và Kiến trúc tại WPI. Đội ngũ của ông đã tạo ra ESM bằng cách sử dụng một loại enzym đặc biệt giúp chuyển hóa carbon dioxide CO_2 thành các hạt khoáng chất rắn.

Quy trình sản xuất ưu việt:

• Kết dính sinh học: Các hạt khoáng chất được liên kết với nhau và đóng rắn (curing) trong điều kiện nhiệt độ ôn hòa.
• Tốc độ vượt trội: Quy trình này cho phép tạo hình các cấu phần chịu lực chỉ trong vài giờ.
• Đối nghịch với bê tông: Bê tông truyền thống cần nhiệt độ cực cao để sản xuất và mất nhiều tuần để đạt độ cứng tối đa. Ngược lại, ESM hình thành nhanh chóng và để lại dấu chân carbon cực nhỏ.

2. Cắt giảm khí thải bằng cách "bắt giữ" Carbon

Ngành sản xuất bê tông hiện chiếm gần 8% lượng phát thải CO_2 toàn cầu. Sự ra đời của ESM mang lại một giải pháp thay thế có khả năng mở rộng quy mô thực tế.

"Thay vì chỉ giảm phát thải, vật liệu của chúng tôi thực sự hấp thụ carbon. Mỗi mét khối ESM được sản xuất sẽ cô lập (sequester) hơn 6 kg CO_2 , trong khi bê tông thông thường lại thải ra tới 330 kg CO_2." - GS. Nima Rahbar chia sẻ.

3. Ứng dụng thực tiễn và Khả năng tái chế

ESM không chỉ là một thí nghiệm trong phòng lab; nó được thiết kế để phục vụ thế giới thực với các đặc tính:

• Sức bền tùy chỉnh: Có thể điều chỉnh độ cứng phù hợp cho sàn mái, vách ngăn và hệ thống nhà lắp ghép (modular building).
• Khả năng sửa chữa: Vật liệu này có thể được phục hồi, giúp giảm chi phí bảo trì dài hạn.
• Kinh tế tuần hoàn: ESM có khả năng tái chế 100%, giúp giảm thiểu lượng rác thải xây dựng đổ ra các bãi chôn lấp.

4. Tiềm năng rộng mở trong nhiều lĩnh vực

Ngoài xây dựng dân dụng, ESM còn hứa hẹn hỗ trợ cho:

1. Nhà ở giá rẻ: Nhờ quy trình sản xuất nhanh và chi phí thấp.
2. Hạ tầng thích ứng biến đổi khí hậu: Các cấu kiện nhẹ giúp đẩy nhanh tốc độ tái thiết sau thiên tai.
3. Sản xuất tuần hoàn: Dựa trên các đầu vào sinh học tái tạo và quy trình tiêu thụ năng lượng thấp.