環保積木:革命性建築材料,打造永續地球與太空家園
科技
04-21
幾個世紀以來,建築材料的創新總是追求強度與耐用性,卻往往付出高昂環境代價。如今,營建產業佔全球溫室氣體排放量約10%,其中水泥、鋼鐵和混凝土就佔了三分之二以上。隨著世界邁向永續未來,科學家正全力重塑建築環境的基礎。
喬治亞理工學院研究團隊開發出一種革命性的模組化建築積木,這項創新不僅適用於地球上的住宅,更能應用於外星基地建設。這項發表在《Matter》期刊的研究顯示,這種名為「環保積木」的創新單元,可比傳統建材減少40%碳足跡,同時保持從承重牆到飛機機翼等各種應用的結構效能。
「我們結合結構力學、機械設計與產業製造技術,開發出這種環保建築積木,」航太工程系助理教授Christos Athanasiou表示。這項技術不僅能解決日益嚴重的住房危機,其模組化與迴圈特性,更能應對氣候災害頻傳下的重建需求。
環保積木採用部分生物基材料製成,原料來自玉米糖,並新增航太廢料中的回收碳纖維強化。這種積木可快速組裝成大型承重結構,也能輕鬆拆解重組,全程幾乎不產生廢料,展現極高的適應性與永續性。
經測試證實,環保積木能承受建築物常見壓力,透過電腦模擬更發現,調整積木形狀可滿足多樣化建築需求。與3D列印混凝土等新興建材相比,環保積木牆體的碳足跡比混凝土低30%,比交叉層壓木材低20%。
除了住宅應用,環保積木特別適合災難救援,其快速組裝、模組化特性與低環境衝擊,能即時提供避難所。研究團隊更指出,這種輕量化、快速組裝(一小時內即可建成)的特性,使其成為未來火星或月球基地的理想建材。
「在太空環境中,我們需要輕量化且能就地取材的建築單元,」Athanasiou強調。最重要的是,研究團隊展望的未來,是建築環境不僅減少傷害,更能積極促進星球健康。
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