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(guò)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(guò)簡(jiǎn)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(duì)通過(guò)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(wú)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(guò)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(duì)熟料進(jìn)行粉磨，也會(huì)消耗大量的電能，間接增加碳排放。考慮到全世界的每年的水泥生產(chǎn)總量，其生產(chǎn)過(guò)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(lái)已有越來(lái)越多的研究團(tuán)隊(duì)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(lèi)的廢料。東京大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)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(gè)過(guò)程中，我們會(huì)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?！?/strong>

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?cè)谘b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(shí)間（24、36、48或72小時(shí)）。

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

不過(guò)，這種新方法還有其他優(yōu)點(diǎn)。研究人員說(shuō)，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(duì)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(shí)膨脹的材料。

研究報(bào)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(jiān)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(wèn)題。”

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(bào)告。