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作為世界上最常用的建筑材料，混凝土的一大缺點(diǎn)，就是制造過程中使用的水泥具有相當(dāng)大的碳足跡。東京大學(xué)生產(chǎn)技術(shù)研究所的科學(xué)家們，已經(jīng)提出了一種能夠通過簡單的化學(xué)方法，讓混凝土生產(chǎn)更具可持續(xù)性的新途徑?？蒲袌F(tuán)隊通過利用酒精和催化劑之間的反應(yīng)將沙粒直接粘合到一起，該新型無水泥混凝土樣品可實(shí)現(xiàn)巨大的環(huán)保效益。

水泥的生產(chǎn)過程在高溫和石灰石脫氣的工序中，每千克水泥產(chǎn)生約1千克的二氧化碳。而最后一道工序，對熟料進(jìn)行粉磨，也會消耗大量的電能，間接增加碳排放?？紤]到全世界的每年的水泥生產(chǎn)總量，其生產(chǎn)過程所排放的二氧化碳，約占每年全球二氧化碳排放量的8%。

因此，近年來已有越來越多的研究團(tuán)隊涉入該領(lǐng)域，希望找到更加節(jié)能、環(huán)保、且低成本的混凝土（水泥）替代配方，比如使用煤粉灰和鋼渣之類的廢料。東京大學(xué)科研團(tuán)隊提出的新配方，是利用酒精與催化劑的反應(yīng)，將沙粒直接粘合到一起。

該研究的主要負(fù)責(zé)人酒井裕哉（Yuya Sakai）指出：“在整個過程中，我們會不斷抽取水分，讓酒精、催化劑和沙子產(chǎn)生反應(yīng)，生成四烷氧基硅烷（這是一種性能很好的粘結(jié)劑）。我們的想法是，不斷注入水并抽出水，產(chǎn)生更多的四烷氧基硅烷，直到沙子顆粒牢固地粘合在一起。”

研究小組用石英砂、乙醇、氫氧化鉀和2,2-二甲氧基丙烷的混合物在銅容器中加熱。他們在裝置上運(yùn)行了幾十種不同的變化，不斷調(diào)節(jié)各成分的體積比例，燃燒溫度，以及燃燒的時間（24、36、48或72小時）。

根據(jù)不同的情況，沙子會不同程度地粘結(jié)在一起，經(jīng)過多次試驗(yàn)，得到了穩(wěn)定且相對堅固的混凝土材料。但是這種混凝土的抗壓強(qiáng)度還沒有達(dá)到人們對傳統(tǒng)混凝土的預(yù)期。到目前為止，研究小組只是通過人工的方法來測試它的抗壓強(qiáng)度，總之抗壓強(qiáng)度不夠理想。在未來的實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們會使它經(jīng)受更劇烈的測試，并尋找可能使它更堅固的方法。

不過，這種新方法還有其他優(yōu)點(diǎn)。研究人員說，這種新型混凝土比普通材料更耐用，可以抵御化學(xué)物質(zhì)、溫度和濕度等對建筑的侵蝕。它還可以用于各種各樣的骨料，包括不同粒徑的沙子，以及其他可能在使用時膨脹的材料。

研究報告的第二作者艾哈邁德·法拉哈尼（Ahmad Farahani）表示：“我們用硅砂、玻璃珠、沙漠砂和模擬月球砂等獲得了足夠堅固的產(chǎn)品。這些發(fā)現(xiàn)可以促進(jìn)全球建筑業(yè)向更環(huán)保、更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。我們的技術(shù)不需要在常規(guī)施工中使用特定的沙粒。這也將有助于解決氣候變化和空間發(fā)展問題?！?/p>

感興趣的朋友，可留意后續(xù)在《Seisan Kenkyu》期刊上發(fā)表的完整研究報告。