受沙塔蠕虫筑巢启发，我国科研人员研制出仿生低碳新型建筑材料

近日，中国科学院理化技术研究所仿生材料与界面科学重点实验室的研究人员受自然界中沙塔蠕虫构筑巢穴过程的启发，利用天然基粘结剂粘结沙粒、矿渣等各类固体颗粒，在低温常压条件下制备了力学性能优异的仿生低碳新型建筑材料，为在建筑领域中降低碳排放量提供了新思路。相关研究成果已发表在《物质》杂志上。

在高温焙烧过程中生产传统水泥基建材，需消耗大量能量，并产生巨额碳排放量。发展新型低碳建筑材料，尤其是基于天然原料的低碳建筑材料，对于在建筑领域内降低碳排放量具有重要意义。近年来，国内外研究人员开展了大量的研究工作，研制出多种基于天然原料的粘结剂，如生物高分子、细菌矿化粘结剂及酶矿化粘结剂等。然而，利用各类天然基粘结剂粘结沙粒及其他固体颗粒所形成的块材强度普遍较低，难以满足实际建筑需求。因此设计天然基低碳建筑材料仍具有挑战性。

论文通讯作者、中国科学院理化技术研究所研究员王树涛及其团队运用仿生策略，设计了受沙塔蠕虫巢穴所启发的天然基仿生低碳新型建筑材料。自然界中，沙塔蠕虫可通过分泌复合有正电性蛋白与负电性蛋白的粘液粘结沙粒，以此构筑坚固的巢穴。受此过程启发，研究团队引入正电性季铵化壳聚糖与负电性海藻酸钠，形成仿生天然粘结剂，实现了对沙粒、矿渣等各类固体颗粒的牢固粘结，并最终在低温常压条件下形成高强度低碳建筑材料。

该天然基仿生低碳新型建筑材料的抗压强度高达17兆帕，可达到常规建筑材料的要求标准。此外，该天然基仿生低碳新型建筑材料具有优异的抗老化性能、防水性能以及独特的可循环利用性能，因此在低碳建筑领域具有巨大应用潜力。