Forskare vid Worcester Polytechnic Institute (WPI) har skapat ett nytt koldioxidnegativt byggmaterial som kan revolutionera hållbart byggande.
Genombrottet, som publicerats i den inflytelserika tidskriften Matter, beskriver utvecklingen av enzymatiskt strukturellt material (ESM), ett starkt, hållbart och återvinningsbart byggmaterial som produceras genom en bioinspirerad process med låg energiförbrukning.
Under ledning av Nima Rahbar, Ralph H. White Family Distinguished Professor och chef för avdelningen för civil-, miljö- och arkitektonisk teknik, utvecklade forskarteamet ESM med hjälp av ett enzym som hjälper till att omvandla koldioxid till fasta mineralpartiklar. Dessa partiklar binds sedan samman och härdas under milda förhållanden, vilket gör att det resulterande materialet kan formas till strukturella former inom några timmar. Till skillnad från traditionell betong, som kräver höga temperaturer och veckor av härdning, skapas ESM snabbt och med en dramatiskt lägre miljöpåverkan.
”Betong är det mest använda byggmaterialet på jorden, och dess produktion står för nästan 8 % av de globala koldioxidutsläppen”, säger Rahbar. ”Det vårt team har utvecklat är ett praktiskt, skalbart alternativ som inte bara minskar utsläppen – det fångar faktiskt upp koldioxid. Produktionen av en kubikmeter ESM binder mer än 6 kg koldioxid, jämfört med de 330 kg som släpps ut vid produktion av konventionell betong.”
ESM:s snabba härdning, justerbara styrka och återvinningsbarhet gör det särskilt lovande för praktiska tillämpningar som takterrasser, väggpaneler och modulära byggkomponenter. Dess reparerbarhet kan minska de långsiktiga byggkostnaderna och drastiskt minska mängden material som skickas till deponier varje år.
”Om bara en bråkdel av den globala byggnationen övergår till koldioxidnegativa material som ESM, kan effekten bli enorm”, tillägger Rahbar.
Denna innovation har ett potentiellt värde för branscher som sträcker sig från prisvärda bostäder och klimatbeständigt byggande till katastrofhjälp, där lätta, snabbt producerade konstruktionsmaterial kan påskynda återuppbyggnadsarbetet. Eftersom ESM produceras med låg energi och förnybara biologiska insatsvaror, överensstämmer det också med de globala målen för koldioxidneutral infrastruktur och cirkulär tillverkning.
Mer information: Shuai Wang et al, Durable, high-strength carbon-negative enzymatic structural materials via a capillary suspension technique, Matter (2025). DOI: 10.1016/j.matt.2025.102564
