混凝土能用塑料代替，蘑菇、丝瓜、土豆也能“造房子”？建筑业或迎来革命......

混凝土是继水之后地球上使用第二广泛的材料。制造混凝土所产生的二氧化碳占世界二氧化碳排放量的 4.5％ 左右。

于是，随着绿色环保的理念逐渐深入人心，在建筑工程中广泛推广新型的绿色建筑材料也成了当务之急。

近日，《自然》杂志公布了一项被认为「不可能」的成果——

麻省理工学院的科学家研发了一种全新的材料，名为 2DPA-1，它比防弹玻璃还要强 4-6 倍，比钢材还要硬两倍，但密度只有钢材的 1/6。

最令人意外的是，它只有普通塑料那么轻。

大家对塑料的印象可能都不太好：

插在海龟鼻孔里的塑料吸管，几百年都无法降解的塑料垃圾，无法回收只能艰难再利用的塑料制品，焚烧塑料产生的滚滚废气……

然而这款“超级塑料”是通过一种新的聚合工艺制成的，可以很容易地大批量生产。它的使用范围小到手机和汽车零部件，大到建筑。麻省理工学院化学工程教授、该研究的负责人迈克尔·斯特拉诺（Michael Strano）表示，这种新材料具有非常罕见的特性：

1. 高强度

2DPA-1是一种二维聚合物。通常情况下，聚合物都在一维链中生长，新分子会出现在它们的末端，但2DPA-1却是在二维平面中聚合而成的薄片。

据斯特拉诺透露，我们日常的塑料、橡胶、玻璃都是聚合物，它们本质上是单个分子链，就像意大利面条一样平坦连接在一起，当它们的末端不断添加新分子，就会像烤箱里的蛋糕一样生长膨胀，然后变成三维的实物。这让它们可以很轻，但也暴露出了一个弱点——分子中间有间隙，气体能通过，所以不够坚硬。

他们通过一种化合物：三聚氰胺，创造出了这种新材料。 三聚氰胺有碳和氮环的结构，单体可以在二维上生长，形成圆盘，相互堆叠，各层之间的氢键稳定相连，结构就变得非常牢固。

正是这种二维特性赋予了2DPA-1强度，消除了其他塑 料中聚合物链之间存在的间隙。 因此这种材料不仅与所有塑料一样轻且可塑，而且强度是钢的两倍。

2. 高气密性

2DPA-1还有一个特点，那就是聚合物由单体制成，像乐高积木一样锁在一起，所以气体和水分子都无法穿透。密闭性非常强，因而可以制成超薄的涂层，且可提供极高的抗氧化、防锈或防腐蚀保护。

科学家们说：“这可以让我们制造出完全防止水或气体渗透的超薄涂层。这种类型的阻隔涂层可用于保护汽车和其他车辆或钢结构中的金属。”

尽管迄今为止关于全球变暖的讨论主要集中在来自交通出行带来的气体排放上，但建筑行业的二氧化碳排放量占全球排放总量的38%。 这种「超级塑料」的性能优于钢铁等材料，无论是建桥梁还是建大楼，比起以往，都可以减少材料的使用。

1. 用于手机

作为轻质耐用涂层，它能让你的手机更加地耐磨耐摔。

2. 用于日常工具

我们平时使用的塑料袋，就可以做成更多拉链式袋子反复利用，它还比布包、皮包都耐用。

在装一些特定物品时，更不用担心塑料袋随随便便就被捅破了。

3.用于汽车

作为制造汽车的材料，它可以让汽车更轻便，然后减少能耗，续航更久。作为阻隔涂层，它可以保护汽车中的金属或钢结构，让汽车更加地长寿。

因为它的密度非常小，气体无法渗透，所以这种阻隔涂层还可以变成「油漆」或工业涂料，涂到家里的有需要的物品上， 防止它们氧化、生锈、腐烂。

4. 其他

它可以变成盾牌、变成防弹衣，可以让警察出行更轻松又更安全；在航天器材上，同样可以减轻重量，又保证发射质量……

除了2DPA-1，研究人员还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。今天再给大家介绍几种有前途的新型建筑材料。

01 大麻钢筋

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。

02 3D打印菌丝体

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。

03 土豆皮制成的刨花板

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”。

04 青炭丝瓜砖

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。

05 废纸建筑板

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。