鋸末廢料變身防火建材板，有望減少建筑垃圾

這種新型材料的關(guān)鍵成分是鳥糞石，一種更常見于污水處理設(shè)施中的礦物質(zhì)。

在全球木材工業(yè)中，木材加工會(huì)產(chǎn)生大量鋸末副產(chǎn)品，這些廢料常常堆積如山，再利用途徑有限。大部分鋸末要么被焚燒發(fā)電，要么被填埋，在填埋過程中，其儲(chǔ)存的碳會(huì)逐漸釋放回大氣中，無(wú)法創(chuàng)造更多價(jià)值。如今，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員開發(fā)出一種方法，可以將這種被忽視的廢料轉(zhuǎn)化為耐用、防火的板材。

通過將壓縮鋸末與一種礦物基粘合劑相結(jié)合，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造出一種適用于內(nèi)墻和隔斷的材料，為建筑行業(yè)提供了一種更可持續(xù)的替代方案，同時(shí)減少了工業(yè)廢料。

利用污水衍生礦物制造更安全的墻板

這種新型材料的關(guān)鍵成分是鳥糞石，一種通常與污水處理廠而非建筑工地聯(lián)系在一起的礦物質(zhì)。雖然鳥糞石通常因堵塞管道而為人所知，但它也具有固有的防火特性，使其成為建筑應(yīng)用領(lǐng)域的理想選擇。然而，其使用遠(yuǎn)非易事：這種礦物質(zhì)本身非常脆，且實(shí)現(xiàn)其與木顆粒的均勻混合是一項(xiàng)重大的技術(shù)難題。蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員通過求助于生物學(xué)解決了這一問題，他們使用一種源自西瓜籽的酶來(lái)控制鳥糞石晶體在復(fù)合材料中形成和結(jié)合的方式，從而得到一種更穩(wěn)定、更致密的材料。

開發(fā)該工藝的羅尼·屈爾施泰納在其博士論文中解釋道，這種材料在垂直于紋理方向上的抗壓強(qiáng)度比原始的云杉木材更強(qiáng)。結(jié)合其強(qiáng)大的防火性能，這些力學(xué)特性使這種材料特別適用于對(duì)安全性和耐久性都至關(guān)重要的室內(nèi)應(yīng)用，例如墻體系統(tǒng)、隔斷和其他內(nèi)部構(gòu)件。

為了測(cè)試防火性能，蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的研究人員與都靈理工大學(xué)合作，使用錐形量熱儀進(jìn)行了測(cè)試。基于鳥糞石的板材比未經(jīng)處理的云杉板材需要超過三倍的時(shí)間才能被點(diǎn)燃。一旦暴露于火焰中，板材會(huì)迅速形成一層保護(hù)性的碳層和礦物層，減緩進(jìn)一步燃燒。正如屈爾施泰納所指出的，這種材料能夠有效地自我保護(hù)。

水泥粘合板的可回收替代品

除了防火性能，這種材料還因其可回收性而脫穎而出。與通常最終成為建筑垃圾的傳統(tǒng)水泥粘合刨花板不同，這種復(fù)合材料可以被拆解并重復(fù)使用。

一旦被拆除，這些板材可以被機(jī)械研磨并加熱到略高于 212 華氏度（100 攝氏度），這一過程會(huì)釋放氨氣，并將鋸末與礦物成分分離開。回收的材料隨后可以被溶解并重新加工，從而使前體化合物——新鳥糞石——再次以固體形式形成。這種循環(huán)方法為建筑材料提供了更可持續(xù)的生命周期，同時(shí)減少了建筑垃圾。

回收后，新鳥糞石可以與鋸末重新結(jié)合，生產(chǎn)出新的基于鳥糞石的板材，從而有效地閉合材料循環(huán)。這使得這種復(fù)合材料成為循環(huán)建筑模式的理想選擇。除了建筑應(yīng)用，這種材料在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也有潛力：它可以作為一種天然肥料，以可控的方式緩慢釋放結(jié)合的磷，長(zhǎng)期支持植物生長(zhǎng)。

展望未來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃進(jìn)一步完善這一工藝，并將其規(guī)模擴(kuò)大到工業(yè)生產(chǎn)。研究人員表示，該材料在建筑行業(yè)的更廣泛應(yīng)用將在很大程度上取決于礦物粘合劑的成本，這仍是決定其商業(yè)可行性的關(guān)鍵因素。

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