比树还能“吃”二氧化碳？这种“活材料”年吞18吨CO₂

一棵20岁的温带松树，每年大约能吸收18公斤二氧化碳。但如果我说，未来可能有“活材料”能像树一样“吃”碳，甚至更高效，你信吗？

最近，瑞士苏黎世联邦理工学院（ETHZurich）的科学家们，用一种“光合活性材料”刷新了我们对碳捕获的认知——他们把能进行光合作用的蓝细菌（一种古老的光合微生物）“种”进可3D打印的水凝胶里，造出了会呼吸、能生长，还能持续从空气中“抓”二氧化碳的“活材料”。相关研究成果已发表在《自然・通讯》上。

双重“吃”碳：比普通生物材料更能“存”

传统生物固碳大多靠植物或微生物的生长，把二氧化碳转化为自身有机物（比如生物质）。但这种方式有个问题：一旦生物死亡分解，碳又会重新释放回大气。

而这种“活材料”的厉害之处在于——双重固碳。蓝细菌通过光合作用，一边把二氧化碳转化为自身生物质（有机固碳），一边改变周围化学环境，促使碳酸钙等矿物质形成（矿物固碳）。这些矿物质像“碳保险柜”，能更稳定、更长久地封存二氧化碳。

实验室数据显示，这种材料在400天内持续固碳，每克材料能“吃”下约26毫克二氧化碳，比很多生物固碳方法效率更高，甚至接近再生混凝土的化学矿化能力（约7毫克/克）。更妙的是，矿物质还能“加固”材料——原本软乎乎的水凝胶结构，会被蓝细菌慢慢“硬化”，未来甚至可能直接当建筑材料用！

3D打印+水凝胶：给细菌造个“长寿窝”

蓝细菌能存活并高效工作，全靠它的“家”——水凝胶。这是一种富含水分的凝胶，由交联聚合物构成，能让光线、二氧化碳、水和营养物质自由穿透，还能让细菌在材料里均匀分布。

为了让蓝细菌活得更久、干得更卖力，科学家用3D打印技术优化了材料结构：增大表面积、改善光照、促进营养流动。最终，被“包裹”的蓝细菌在材料里“工作”了超过一年，堪称“劳模”。

从实验室到建筑：它已经“上岗”了！

这种“活材料”的潜力，已经从实验室走向了现实。

在威尼斯建筑双年展的加拿大馆，研究团队用3D打印的“活模块”搭出了两个3米高的“树桩”。这些“树桩”里的蓝细菌，每年能吸收约18公斤二氧化碳——和一棵20岁的松树差不多！为了让它们“住得舒服”，团队每天监测并维护温湿度，直到11月23日展览结束。

在米兰第24届三年展上，另一个名为“达芙妮的皮肤”的装置，用微生物在木瓦结构上形成深绿色的“铜绿”。这些原本可能被视作“腐朽”的痕迹，现在成了主动固碳的设计元素，既美观又环保。

未来：给建筑“穿”上固碳“外衣”

目前，这种材料还在实验阶段，但科学家已经在展望它的应用场景——比如给建筑外墙“刷”一层这种“活材料”，让建筑在全生命周期里持续“吃”碳。

从“会呼吸的建筑”到“能固碳的城市”，或许不远的将来，我们的周围会多很多“人工树”，用更低碳的方式帮地球“减碳”。

你觉得这种“活材料”未来还能怎么用？

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