38%的二氧化碳排放量与建筑领域有关，在应对气候变化的征程中，建筑领域是关键 “战场”。为了实现建筑行业的绿色转型，许多建筑师、设计师和研究团队都将目光投向了创新低碳的建筑材料，一场建材领域的绿色革命正悄然兴起。本文介绍了近年来一些已经有所突破的材料或正在研发中的“潜力股”，这些创新材料的研发不仅有助于推动绿色建筑的发展，也可为其他领域的低碳变革带来启示。

[ 自修复混凝土 ]

Self-Healing Concrete

建筑中常用的传统混凝土存在易裂缝和耐久性差的问题，这意味着建筑可能在使用几十年后就需要大规模的维修和加固，甚至提前拆除重建，而生产新材料和处理大量建筑垃圾都会带来不小的经济和环境影响。自修复混凝土便是为解决这一问题而出现的解决方案。其原理就是通过内置微生物、矿物修复剂或微胶囊等机制，在混凝土出现裂缝等损伤时自动进行修复。以芽孢杆菌为例，当混凝土出现裂缝、雨水渗透时，嵌在混凝土中的孢子就会“苏醒”并释放钙离子，与雨水中的碳酸根离子生成碳酸钙，碳酸钙则会逐渐填充裂缝，使混凝土重新恢复完整性。这种“自愈能力”有可能将混凝土结构的使用寿命延长30%以上，最大限度降低建筑维修和建材更换的经济与环境成本，是当前绿色建筑领域极具前景的材料技术之一。

[ 透明木材 ]

Translucent Wood

透明木材是由瑞典皇家理工学院开发的一种具有光学特性的新木材。将木材中的木质素去除并在木材孔隙中注入环氧树脂、聚甲基丙烯酸甲酯等透明聚合物后，就能让木材保持结构完整性、增加强度和改善隔热性的同时还出现透光效果。在经过足够精细的处理后，透明木材甚至可以实现高达90%的透光率。——既然能够透光，那这种材料的应用方向就很好判断了：在建筑、家具甚至柔性电子产品中替代一部分玻璃。鉴于玻璃生产每年可排放约25000吨二氧化碳，且很难实现有机降解，本体是自然材料的透明木材无疑是为可持续建筑开辟出了新的可能性。不过，目前透明木材还在工艺优化、生产成本和大规模生产技术方面存在一些挑战，若能克服这些挑战并释放全部潜力，透明木材就有望在建筑领域引发连锁变革。

[ 呼吸砖 ]

Breathe Brick

呼吸砖是加州理工学院建筑与环境设计学院的一队师生为改善城市空气质量而提出的一种尚在探索中的创新材料设计，其原理是通过具有特殊涂层的多孔混凝土砌体的堆叠以及再利用塑料制成的耦合杆模拟出旋风真空吸尘器的效果，将建筑外部的灰尘、氮氧化物等污染物在砖块中分离并留存在下方可定期清理的集尘槽中，再将过滤后的空气提供给建筑内部，实现空气过滤。在相关测试中，呼吸砖可以去除约30%的直径在2.5微米以下的灰尘颗粒，以及100%去除直径在10微米以上的粗颗粒。因为过程中不涉及机械操作，相比于需要使用能源的空气过滤设施，能够被动净化空气的呼吸砖可以较低成本实现空气环境改善。若这一构想能落地，或许可以在污染严重、能源匮乏、技术不发达的国家发挥很大作用。

[ 发光水泥 ]

Light-Generating Cement

发光水泥是墨西哥伊达尔戈圣尼古拉大学的博士们研发出的一种可以吸收和照射光能的水泥。其原理是依靠原材料（二氧化硅、河沙、工业废料、碱和水）的缩聚反应，将水泥内部微观结构由原本的不透光模式转变为允许光线通过的非晶体结构，并通过添加特定添加剂来产生磷光。这种生产方式的残留物主要是蒸汽，因此造成的污染比其他传统水泥要低。在吸收充足光能后，水泥可以在不需要多余能源的情况下，维持数小时的光照效果，且使用寿命达到100年左右。显然，这项材料创新的核心价值在于它推动了普通建筑与可持续照明解决方案的融合。想象一下，花园小径、建筑外墙、夜间泳池、路边停车场在日落后会发光，这不仅减少了与传统照明相关的环境影响与运营成本，更增强了城市建筑的美学吸引力。

[ 菌丝体绝缘材料 ]

Mycelium Insulation

许多传统的建筑绝缘材料不仅没法降解，还可能包含对环境或人体有害的物质，而能同时消除这些问题的就是菌丝体材料。菌丝体是真菌物质生成的类似血管状菌丝的集成体，可生物降解且无毒，生长成本低而延展性高，还具有良好的绝缘、隔音、抗压和防火性能，是近年来家具行业、包装行业乃至时尚行业都在积极探索的绿色材料，应用前景十分广阔。在建筑领域，菌丝体则可以变身砖块、泡沫等形态，作为隔音板、隔热层使用。其小而相互连接的细胞可以聚集并释放水分，形成天然屏障，帮助保持建筑物的湿度水平、噪音水平和内部温度，从而降低建筑为维持这些属性的能源需求。不仅如此，菌丝体绝缘材料的整体碳足迹也远低于传统绝缘材料，在某些情况下，菌丝体绝缘材料甚至可以达到负碳的效果。

[ 透明太阳能电池 ]

Near-Invisible Transparent Solar Cells

近几十年来，太阳能电池变得越来越便宜、高效且环保。然而，目前的太阳能电池往往体积巨大、形状单一，因此大多只能齐刷刷地排在屋顶和偏远发电厂中，很难与城市建筑进一步融合。于是，各国研究人员们研发出了一种透明的太阳能电池。这种太阳能电池也叫光伏玻璃，可以选择性地利用肉眼不可见的太阳光谱部分发电，同时像玻璃一样允许正常的可见光通过，换句话说，就是可以无缝融入建筑，在不影响建筑美观的情况下产生清洁电能。目前，透明太阳能电池的效率大约在10%左右，并不算非常高，且其在生产成本、耐用性与延展性方面也仍有很大优化空间。但这并不妨碍人们的期待——考虑到全球既有与新建建筑物的总数量，如果未来应用这项创新技术的建筑达到一定量级，其结果就会是变革性的。

文丨朱琳

来源丨可持续发展经济导刊

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