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废弃材料制成可再生生物水泥

据物理学家组织网近日报道，新加坡南洋理工大学科学家开发出了一种新工艺，利用工业电石渣和尿液中的尿素这两种常见的废料来制造生物水泥，新方法能使生物水泥变得更环保及更可持续，有望在土壤改良、控制海滩侵蚀以及文物雕像修复等方面“大显身手”。

研究人员指出，他们新研制出的生物水泥由生产乙炔气产生的废料工业电石渣和哺乳动物尿液中的尿素这两种废料制成。

首先，他们用酸处理电石渣，产生可溶性钙，随后将尿素添加到可溶性钙中，形成胶结溶液，接着在溶液中加入细菌培养物，细菌分解溶液中的尿素，形成碳酸盐离子。碳酸盐离子和可溶性钙离子发生反应的过程被称为微生物诱导方解石沉淀，当这种反应在土壤或沙子中发生时，生成的碳酸钙将土壤或沙子颗粒黏合在一起，以增加其强度，并填充它们之间的孔隙，从而减少水渗透进材料中。

制造水泥过程中不仅需要高温高热，还会释放出大量的二氧化碳，导致水泥和混凝土产业在全球碳排放中占7%~8%，减少碳排放既困难又重要。除此之外，水泥生产还会产生噪声污染、温室效应、废水造成水污染、二氧化硫造成酸雨等，对环境有很大伤害。

生物水泥是传统水泥的可持续可再生替代品，极具应用潜力。我们使用两种废料作为原材料，使生物水泥更具可持续性。从长远来看，这不仅会降低生产生物水泥的成本，还将降低废物处理的成本。

生物水泥行业发展分析

与传统的水泥生产方法相比，生物水泥制造过程需要的能源更少，产生的碳排放更少，而且生产更环保、更可持续。由于生物水泥细菌培养和胶结溶液都是无色的，因此当应用于土壤、沙子或岩石时，它们的原始颜色得以保留，可用于修复旧的岩石纪念碑和文物。

在地球上，这种生物水泥可用于建筑施工，同时具有节约能源和负碳生产率的特点。该研究负责人是来自英国的建筑设计教授马廷·罗伯森，他在10个标准大气压条件下调控分析大肠杆菌的数十种基因，这项研究可使研究小组修改大肠杆菌基因建立一个“基因电路”，将转基因大肠杆菌注入土壤可形成生物水泥。

由于运输成本较高，从地球向火星运送建筑材料的方案是不可行的，同时，目前科学家认为火星表面缺少制造水泥的物质——碳酸钙，这种物质来自于海洋生物的化石残留物。而利用这种新技术，未来可在火星上建造人类生活基地。

日前，全球独家生物水泥公司 Biomason 获 6500 万美元 C 轮融资。本轮融资由欧洲公司2150牵头，Celesta Capital、Hartree Partners和其他公司，现任股东Novo Holdings 和Martin Marietta Materials跟投。此轮资金用于以加速其细菌生物水泥生长技术的开发。其专利技术受到自然界珊瑚生产的启发，利用细菌制造碳酸钙，在环境温度下将骨料或沙粒缝合在一起，为生物学在工业和建筑领域创造更可持续的解决方案。

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