当我们漫步在城市中，周围的高楼大厦、桥梁和道路无不彰显着混凝土的存在。作为现代建筑的基石，混凝土以其强度、耐久性和经济性征服了建筑界。然而，这种看似坚不可摧的材料也有其致命弱点——易碎性。在拉力作用下，混凝土容易开裂，甚至突然断裂，这一特性严重限制了它在某些关键应用中的使用。多年来，工程师们一直在寻找提高混凝土韧性的方法。
科学家在探索提升建筑材料如混凝土和陶瓷的强度与耐久性过程中，获得了一项突破性灵感——来自自然界中超级耐用的牡蛎壳。牡蛎壳内部的珍珠层以其独特的结构吸引了研究者的注意，这种结构由微小的六角形文石片构成，被柔软的生物聚合物粘合，既坚硬又具备出色的柔韧性。
西北大学领导的工程师团队发现了一种新方法，通过使用碳酸水溶液制造混凝土，可以在这种常见的建筑材料中存储二氧化碳（CO2）。这个新工艺不仅有助于从不断变暖的环境中封存CO2，还能确保混凝土的强度和耐久性不受影响。
在应对全球气候变化和资源循环利用的双重挑战下，皇家墨尔本理工大学（RMIT）的工程师们携手行业伙伴，开发出一种革命性的低碳混凝土模型，该模型不仅能够大幅提高粉煤灰的回收利用率，还能有效降低水泥用量，且随着时间推移，其性能表现卓越。
在遥远的日本长野县的崇山峻岭之间，掩映着一个名叫轻井泽的小镇，这里不仅拥有宜人的气候和丰富的自然景观，还见证了一项创新环保技术的诞生——全球首座采用能去除二氧化碳的混凝土建造的房屋。这座由日本设计工作室Nendo精心打造的建筑，矗立于一条长达110米道路旁，距离繁华的东京仅需约70分钟车程，是日本历史悠久且享有盛名的山间度假胜地之一，以凉爽宜人的夏日和环绕四周的葱郁森林，以及众多骑行与徒步路线而广受游客喜爱。
2024年1月25日，日本新能源产业技术开发机构（NEDO）宣布成功在室外制造场制造出名为“CUCO-SUICOM”负碳混凝土。这是NEDO绿色创新基金项目“使用CO2的混凝土制造技术开发项目”中的一项成果。CUCO联盟（Carbon Utilized Concrete）由竹中工务店、日本电化（Denka）和鹿岛建设公司合作成立，致力于负碳混凝土的开发。
Sublime Systems是一家提供传统水泥低碳替代品的公司，在寻求转变全球建筑行业的过程中实现了一个重要的里程碑。该公司的创新产品Sublime Cement获得了ASTM C1157认证。该标准规定了水泥各种性能的严格标准，如强度发展、耐久性、低收缩和开裂。这一标准的实现标志着低碳解决方案在建筑领域的接受度发生了重大变化，使Sublime水泥能够根据美国和国际建筑规范得到广泛应用。
鉴于生物炭能从空气中吸收其重量23%的二氧化碳，在一项概念验证研究中，美国华盛顿州立大学科学家在普通水泥中注入环保生物炭，得到了一种新型负碳环保水泥，且其强度与普通水泥相当。这一研究成果发表于最新一期《材料快报》杂志，有望显著减少水泥行业的碳排放。
密歇根大学的研究人员在3D混凝土打印方面取得了突破性进展，为建筑业带来更可持续、成本更低的未来。研究人员开发了一种创新的方法，用于制造超轻、零浪费的混凝土。与同样大小的传统实心混凝土相比，这项创新技术将重量降低了72%。
曼彻斯特的科学家创造了一种名为“StarCrete”的新材料，可用于在火星上建造房屋。在太空中建设基础设施目前非常昂贵且难以实现。未来的太空建设将需要依赖宇航员容易获得的简单材料，StarCrete 提供了一种可能的解决方案。发明背后的科学家们使用混合了马铃薯淀粉和少许盐的模拟火星土壤制造出强度是普通混凝土两倍的材料，非常适合在地外环境中进行施工。
SLB (Schlumberger)推出了EcoShield 地质聚合物无水泥系统，可最大限度地减少油井施工过程中的CO 2足迹。与包括波特兰水泥在内的传统固井系统相比，这项创新技术最多可减少 85% 的隐含 CO 2排放量。
美国能源部已向 Solar MEAD 拨款 320 万美元，这是一个由 CEMEX、桑迪亚国家实验室和 Synhelion 牵头的联合项目，旨在使水泥生产脱碳。
从住宅和摩天大楼到艺术雕塑和人行道，混凝土无处不在，很难想象没有它的现代世界。作为地球上使用最广泛的人造材料，由于其能源密集型生产，它在全球碳排放中也发挥着巨大作用。这意味着，即使对我们的生产方式进行轻微调整也会对其环境足迹产生重大影响。
科尔多瓦大学的一个研究项目成功地通过一种从大气中去除二氧化碳的新程序来添加到混凝土，开发的新型低碳混凝土有助于减少建筑行业碳排放，这还可用于制造没有钢筋的铺路石、路缘石、拱顶和其他类型的城市家具。
随着科学家们努力提高混凝土的强度和耐久性，“神奇材料”石墨烯被证明是一种有前景的添加剂，这也许并不令人惊讶。作为世界上最强的人造材料，它可能有很多东西可以提供给建筑界，而这一最新的例子来自美国西北大学的研究人员，他们已经开发出一种新型的石墨烯填充水泥，这种新型混凝土具有很强的防水性和抗裂性。
据外媒报道，历时6年的从运行中的发电厂收集二氧化碳排放并将其转化为有用的产品的竞赛已经结束，并产生了两个获胜者，其技术有望减少混凝土的环境足迹。耗资2000万美元的Carbon Xprize向来自北美的两个团队发放了现金奖励，这两个团队能够证明他们的方法如何能够消除有意义的二氧化碳，并生产出性能与传统材料相当甚至更好的低碳混凝土。
