科学家认为常见的马尾藻具有转化为环保建筑材料的潜力

一种常见的海藻正在热带海滩大量堆积，如今它有望被用来制造环保混凝土。以往在海绵无害漂流的褐藻——马尾藻如今正从巴西到加勒比地区大量涌向热带海滩，形成令人作呕且有毒的堆积物。当它腐烂时，会释放氨和甲烷等气体，让昔日的乐土变成健康隐患。这不仅影响旅游业、渔业和海洋生物，更糟糕的是，这些海藻大多最终被倾倒在填埋场，既无再利用，也无回收处理。

那么，我们能否将这股浪潮变成某种有用的东西呢？

近年来，许多专家一直在寻找将曾被视为废弃物的产品变废为宝的方法。海藻便是一个重要目标。2020年，研究人员开发出一套经济且具有商业可行性的工艺来将废弃海藻转化为生物燃料、肥料和其他产品。2022年，印度理工学院的科学家开发出了以海藻为基础的隔音膜，为环保声学材料带来新选择。

现在，最新发表在《土木工程材料学报》（Journal of Materials in Civil Engineering）上的一项研究表明，马尾藻可以被转化为新一代的环保建筑材料。

研究人员发现，将马尾藻藻体掺入陶瓷粘土中，可使粘土变得更轻、更环保且隔热性更好。这些掺杂了藻类的陶瓷粘土可以用于混凝土减重，用于楼板提升保温性能，也可作为园艺材料使用。

此次研究由圣保罗大学（USP）动物科学与食品工程学院（FZEA-USP）生物系统工程系教授João Adriano Rossignolo主导。他表示：“马尾藻通常被收集后直接送往填埋场，没有实际用途。这也是我们决定寻找一种利用这些大量海藻生物质的方法的原因。”

在进行建筑实验之前，研究者们对原材料进行了全面检查。为了制造轻质陶瓷粘土骨料，团队将马尾藻以0%、20%、40%三种比例掺入粘土，通过挤压成形（类似将粘土挤压出模具），然后分别在800°C、900°C和1000°C（即1472°F、1652°F和1832°F）下，分别用传统和微波炉进行烧结。

制备出掺藻的粘土样品后，研究人员检测了其收缩率、吸水率、孔隙率、密度和强度，并通过生命周期评估（LCA）将其环境影响与传统膨胀粘土进行了比较。

结果显示，尤其在加入40%马尾藻时，粘土密度明显降低。但只有用微波炉烧结的样品，在所有温度下都达到了所需要的强度标准，这是因为微波加热能促进更好的致密化和更细致的内部结构。

生命周期环境评估显示：用马尾藻制成的材料在环境影响方面优于传统膨胀粘土。由此，研究人员得出大胆结论：微波烧结的马尾藻粘土不仅可行，还是应对热带海岸马尾藻泛滥的明智之选。

利用藻类生产轻质陶瓷骨料，有助于减少自然资源消耗，同时提升能效创新。然而研究并未止步于此。

该团队还探索了将马尾藻用于家具和建筑的颗粒板，以及将其灰分替代石灰石用于纤维水泥瓦的可能性。

Rossignolo教授表示：“实验结果令人吃惊，我们可以用30%的马尾藻来制造板材，并以100%的马尾藻灰完全替代石灰石，不仅成品完全符合现有标准，并且提升了材料的耐久性和力学性能。”

本研究发表在《土木工程材料学报》。