Eco-voxels：可持续承重结构的创新基石，助力建筑低碳转型

住房与气候危机相互交织，建筑行业碳排放高。研究人员开展关于 eco-voxels 的研究，它由生物基聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和回收碳纤维（rCF）制成。研究表明其可满足住宅建筑承重需求，相比传统方法，能减少 20% - 40% 的温室气体排放，为可持续建筑提供新方案。

　　数个世纪以来，建筑结构材料的发展主要聚焦于提升机械性能，却付出了巨大的环境代价。全球约 10% 的温室气体排放源于建筑行业，水泥、钢铁和混凝土等材料约占其中的 70%。如今，开发既满足结构性能标准又能将环境影响降至最低的可持续材料迫在眉睫。本研究引入了生态体素（eco-voxels），这是一种模块化、可重构的建筑构件，由生物基聚对苯二甲酸丙二醇酯（PTT）和回收碳纤维（rCF）制成，并通过注塑成型大规模生产。研究显示，将生态体素应用于标准化住宅结构时，它具备模块化、可重构性和良好的机械性能。与传统方法相比，其碳足迹降低了 15% - 40%，为可持续发展挑战提供了解决方案。住房危机和气候危机相互关联，气候变化使住房成本因损害增加和保险费上涨而上升，而资源密集型的建筑施工则加剧了温室气体排放。新兴的替代建筑方法旨在减少环境影响，但常依赖可持续性存疑的材料。在本研究中，基于数字超材料（即轻质、可重构的建筑构件）的概念，引入了生态体素，它是由内部研发的部分可持续来源聚合物和 rCF 组成的聚合物复合材料制成的模块化、可大量生产的建筑单元。通过评估生态体素墙体的结构性能，展示了这种建筑方法对住宅建筑的适用性。同时，将 1 平方米生态体素墙体的碳足迹与传统混凝土、3D 打印混凝土和交叉层压木材（CLT）进行对比，结果表明其温室气体排放量降低了 20% - 40%。分析表明，生态体素满足承重要求，且碳足迹更低，符合注重生态的建筑需求。