干净又卫生 | 蘑菇、丝瓜、土豆做成的超级建筑材料

研究人员正在开发性能更好或在地球上更轻松的材料，理想情况下两者兼而有之。在不久的将来，大麻和菌丝体等天然材料以及碳纤维和高性能塑料等合成材料将在建筑过程中发挥更大的作用。

此前曾有消息称大麻可以用作一种低成本、低碳的混凝土加固方式，我们今天集结了10种有前途的新型建筑材料，其中包括比钢更坚固的塑料和3D打印的蘑菇柱。

01｜生物炭覆层

Biochar cladding

德国初创公司Made of Air从森林和农场废物中生产生物塑料，这些废物可以隔离碳，可用于制造包括覆层在内的物体，这种类似木炭的材料几乎是纯碳，通过在没有氧气的情况下燃烧森林边角料和次生农业材料等生物质制成。

Made of Air将生物炭与由甘蔗制成的粘合剂混合，形成一种可以像普通热塑性塑料一样熔化和成型的材料，这种可回收材料含有90%的碳，每吨塑料可储存约2吨二氧化碳当量，Made of Air希望到2050年每年在这种材料中储存多达1亿吨的二氧化碳当量。

去年，在慕尼黑的一家奥迪经销商处安装了名为HexChar的六角形面板，这标志着产品首次在建筑物上使用。

02｜碳纤维混凝土

Carbon-fibre reinforced concrete

这种新开发的混凝土类型是用碳纤维纱线加固的，因此相同强度的结构需要更少的混凝土。碳纤维网与钢不同，它可以防锈，这意味着碳混凝土的使用寿命比典型的钢筋混凝土更长，同样结构可以更薄，因为钢筋混凝土的大部分厚度是由于需要防止水渗透导致钢筋氧化。

德累斯顿工业大学的研究人员一直在与德国建筑公司Henn合作，用这种“碳混凝土”建造这座建筑，并将其命名为 The Cube。

03｜超强塑料

Super-strong plastic

这种名为2DPA-1的超强塑料由麻省理工学院的化学工程师发明，与所有塑料一样轻且可塑，强度是钢的两倍，研究人员还将它与防弹玻璃进行了比较，称它的弹性模量是其四到六倍，这是指使其变形所需的力。

据研究人员称，2DPA-1最直接的商业应用是一种超薄阻隔涂层，可应用于汽车、手机或其他物体，使其更坚固、更耐用。由于与其他塑料相比具有封闭的分子结构，因此不透水不透气，可提供极高的抗氧化、防锈或防腐蚀保护。

04｜3D打印菌丝体

3D-printed mycelium

有许多使用菌丝体的方法，菌丝体是真菌的分枝、营养部分，也是主要的结构骨架。

其中一种是Blast工作室的3D打印方法，过程是将菌丝体与从伦敦周围收集的废咖啡杯原料混合并将其送入定制的冷挤出机中构建，类似于用于粘土3D打印，伦敦的实践使用这种方法制作了一个两米高的柱子，可以用作承重建筑元素，它还生产蘑菇作物。

因为打印成型后，菌丝体就会消耗纸浆纸杯生长占据整个柱子，产生可以摘下来食用的蘑菇。然后将菌丝体根结构干燥，形成具有天然绝缘和阻燃特性的承重建筑元件。

05｜大麻钢筋

Hemp rebar

大麻钢筋由世界上碳封存能力最强的植物之一制成，目前正在美国伦斯勒理工学院开发，它旨在成为标准钢筋的低成本、低碳替代品，同时避免腐蚀问题，延长混凝土结构的使用寿命。

大麻钢筋是通过拉挤成型工艺制成的，纤维与热塑性塑料一起拉入加热模具中并熔化形成实心钢筋。第一步是将大麻制成含有天然和塑料纤维混合物的绳索，然后将这条绳索的线圈送入专为过程创建的机器中，设备是一台小型汽车大小的数控机床，可在现场按需锻造钢筋，读取数字文件将产品弯曲和切割成规定的形状。

06｜封碳混凝土

Carbon-sequestering Carbicrete

加拿大公司Carbicrete开发了一种在混凝土中封存碳的方法，称其产品存放的碳比排放的多。Carbicrete不依赖于排放大量二氧化碳的钙基水泥，而是依赖钢铁行业的废渣以及从工业工厂的碳，已被用于制造混凝土砌块和预制板。

但由于过程依赖于其他行业产生的排放，因此它有助于减少进入大气的额外二氧化碳量，而不是主动将其从大气中去除。随着Climework等直接空气捕获公司从空中捕获的二氧化碳变得更加实惠，混凝土可能开始在降低大气碳浓度方面发挥作用。

07｜建筑垃圾砖

K-Briq construction waste bricks

建筑垃圾砖由爱丁堡赫瑞瓦特大学的工程学教授Gabriela Medero发明，通过她的创业公司Kenoteq推出，其90%由建筑垃圾制成，并且没有经过燃烧。常规砖的低碳替代品已经可以订购标准或定制颜色。

08｜土豆皮制成的刨花板

Chipboard from potato peelings

伦敦设计师Rowan Minkley和Robert Nicoll创造了这种环保替代品，替代MDF和刨花板等一次性材料。它由马铃薯皮制成，不含甲醛或其他有毒树脂，可用作建筑材料。

设计师认为，循环经济应该是设计任何新产品和新材料的起点。他们想将这个材料浪费问题与食物浪费问题结合起来，食物浪费问题导致所有生产的食物中有三分之一最终进入垃圾箱。 

这项发明使明克利最近被皇家工程学院企业中心宣布为英国“最有前途的年轻工程企业家”。

09｜青炭丝瓜砖

Green Charcoal loofah bricks

这些生物砖由位于孟买的印度设计与创新学院的研究人员设计，由土壤、水泥、木炭和有机丝瓜纤维制成，这种植物通常用于制作沐浴海绵。

它们对居住在绿色木炭建筑中的人类也有好处，项目的负责人表示，丝瓜中的孔隙“充当了数千个微型水箱”，以降低砖的温度，冷却内部环境，创造一种建筑的呼吸状态，以确保增加城市的生物多样性，同时为人们提供健康的城市生活方式。

10｜废纸建筑板

Waste paper construction board

巴塞罗那的初创公司Honext开发了一种可持续的建筑板材，材料由从造纸废料流中提取的酶和纤维素组合而成。

这种材料是由Honext所描述的“未开发资源”制成：从造纸厂产生的纸板和废纸中提取的纤维素残渣，纸已经经历了几个重复使用周期，这意味着剩余的纤维太短无法粘合在一起，一般会被填埋或被焚烧，这一过程估计每年在全球范围内产生700万吨废物。

但Honext将这种材料变成了用于内部隔断或覆层的建筑板，从而避免了这种材料的浪费。还在其中加了无毒添加剂以提高电路板的抗紫外线能力，最后制成的纤维素板也比这些材料更轻、更灵活、吸音效果更好。