《ETH Zurich团队开发含蓝藻的3D打印活体材料,通过生物矿化实现高效二氧化碳捕获,并探索建筑应用》

  • 来源专题:水与大气环境治理
  • 编译者: 胡晓语
  • 发布时间:2025-06-23
  • 由Tibbitt领导的跨学科研究团队成功将光合作用细菌(蓝藻)稳定地整合到可打印的凝胶中,开发出一种活体、可生长并主动从空气中去除二氧化碳的材料。这项研究成果已发表在《Nature Communications》期刊上。 该材料具有双重碳封存特性,可通过3D打印成型,仅需阳光、人工海水和二氧化碳即可生长。Tibbitt表示,这种材料未来可用作建筑材料,帮助建筑直接储存二氧化碳。特别的是,这种活体材料通过有机增长吸收的二氧化碳远多于其结合的量。这是因为蓝藻不仅在生物质中储存碳,还能以矿物形式储存——这是蓝藻的特殊特性。 研究主要作者之一的Yifan Cui解释道,蓝藻是世界上最古老的生命形式之一,光合作用效率高,甚至能利用最弱的光将二氧化碳和水转化为生物质。同时,蓝藻通过光合作用改变细胞外的化学环境,使固体碳酸盐(如石灰)沉淀。这些矿物代表了额外的碳汇,并且与生物质相比,以更稳定的形式储存二氧化碳。 Cui补充说,他们特意利用了蓝藻的这种能力来开发这种材料。一个实际的副作用是,矿物沉积在材料内部,机械地增强它。这样,蓝藻逐渐硬化了原本柔软的结构。实验室测试表明,该材料在400天内持续结合二氧化碳,其中大部分以矿物形式存在——约26毫克。
  • 原文来源:https://www.sciencedaily.com/releases/2025/06/250620231906.htm
相关报告
  • 《功能化纳米材料能实现高效二氧化碳捕获》

    • 来源专题:纳米科技
    • 编译者:chenfang
    • 发布时间:2016-05-17
    • 气候变化正在成为被人类所面临的最严重问题之一。在全球气候的变化,导致由于二氧化碳(CO2)的极端水平,导致了干旱和洪水的形式突然的天气模式,这不仅是破坏性的,但也有害于生命。减少气候严重性有任何进一步升级的一个重要途径是通过减少二氧化碳在大气中的水平。在基础研究Tata学院(TIFR)的研究人员已经创建了显示优良的二氧化碳捕集能力也高于传统材料的更稳定的创新二氧化碳吸附剂。当官能胺被固定在多孔固体支持物,这会导致高效且稳定的二氧化碳的吸附剂材料相对于类似的液体吸附剂。
  • 《美国研究团队开发出将二氧化碳转换为碳基材料的新工艺》

    • 来源专题:先进材料
    • 编译者:李丹
    • 发布时间:2025-01-06
    • 转自全球技术地图 据科情智库12月31日消息,美国华盛顿大学与特拉华大学的研究团队开发出一条利用二氧化碳生产碳纳米复合材料的全新工艺路线,并建立了生产集成系统,可将温室气体转变为高性能工程材料。碳纳米复合材料具有轻质、高强、高热稳定性等优点,是铝基和钛基轻合金等的优质替代品,在3D打印等领域有着重要应用。研究团队首先利用基于阴离子交换膜的电解槽组将二氧化碳转化为一氧化碳,然后将一氧化碳引导至热化学反应器并通过热催化将其转化为碳纳米管(CNT),最后利用3D打印技术将CNT打印为高密度碳纳米复合材料。实验表明,经催化剂体系优化后,该工艺在550℃的适中温度下实现了高达84%的CNT转化率,生产速率也达到每克催化剂作用下每小时产出2.9克CNT。该生产集成系统在200多小时的持续运行中保持了性能稳定,与传统的化石燃料衍生方法相比,碳纳米管生产成本降低了90%,这对未来工业化应用具有重要意义。相关研究成果发表在《Nature Communications》期刊。