Новый бетон поглощает на 142% больше CO₂, а его расход на 68% меньше

Материал объединяет 3D-печать, экологически чистые компоненты и геометрию, вдохновленную природой. Вместо обычных наполнителей в смесь добавлен диатомит — пористое вещество, получаемое из окаменевших панцирей микроскопических водорослей. Благодаря своей структуре он активно захватывает CO₂ из воздуха.

Главный секрет — в форме. Ученые вдохновлялись трижды периодическими минимальными поверхностями (TPMS) — природными структурами, встречающимися в кораллах, морских звездах и костях. Эти гладкие и непрерывные конструкции увеличивают площадь поверхности и обеспечивают высокую прочность при минимальном использовании материала. С помощью метода полиэдральной графической статики исследователи проанализировали распределение сил в этих формах и создали похожие конструкции. Они остаются устойчивыми при сжатии, даже с крутыми выступами и большими пустотами.

Инженеры также усилили конструкцию натяжными тросами, чтобы сохранить устойчивость при сжатии, не утяжеляя структуру. После цифрового моделирования бетон был напечатан послойно на 3D-принтере с использованием специально разработанных «чернил». Несмотря на пористость, полученный материал сохранил 90% прочности обычных бетонных блоков, при этом потребовал на 68% меньше материала и обеспечил на 32% больше поглощения CO₂ на единицу цемента.

Команда уже масштабирует технологию для архитектуры — от фасадных панелей и стен до морских сооружений. Благодаря пористости и устойчивости в воде новый бетон может использоваться для восстановления коралловых рифов и создания искусственных экосистем. Это открывает возможности не только для строительства, но и для экологической регенерации.

Кроме того, исследователи рассматривают замену цемента на альтернативные вяжущие вещества, в том числе магниевые и щелочеактивированные составы. Это позволит ещё больше снизить углеродный след, сделав материал устойчивым и экологически безопасным.