诺贝尔奖周，全世界都在热议多孔材料。
虽然环保材料的创新引起了人们的关注，但澳大利亚的另一场“多孔革命”已经到来：“用咖啡渣加固混凝土”。
这项研究提高了城市基础设施的性能，同时减少了对环境的影响，为下一个时代“循环建设”提供了密码。
由皇家墨尔本理工大学 Rajeev Roychand、Jie Li 和 Shannon Kilmartin-Lynch 领导的研究小组开发了一种热解咖啡渣的方法，可将混凝土强度提高 30%。
全球每年产生约 100 亿公斤咖啡废物，其中大部分最终被填埋。研究人员采用低能热解工艺，将咖啡渣加热至 350°C，同时隔绝氧气，产生多孔、富含碳的生物炭。我们还尝试了 500°C 的热解，但 350°C 的强度更高。
我们目前正在进行长期耐久性测试，例如冻融循环、吸水性和磨损。该团队还致力于利用木材、食物和农业废物生产生物炭。该研究于 2023 年发表在《清洁生产杂志》上。
【编辑部评论】
这项研究之所以受到关注，是因为它有可能同时解决两个严重的环境问题。咖啡行业每年在全球产生 100 亿公斤废物，其中大部分最终进入垃圾填埋场并排放甲烷和二氧化碳等温室气体。另一方面，在建筑行业，混凝土生产所需的天然砂的开采正在对河流生态系统造成严重破坏。
皇家墨尔本理工大学研究团队开发的热解技术的关键是温度控制的精确性。在 350°C 的特定温度下进行处理可以优化生物炭的多孔结构，并提高其与水泥基体的粘结强度。 500℃时强度下降的实验结果表明，单纯提高温度是不够的。
从循环经济的角度来看，这项技术也具有重要的意义。我们将把咖啡渣等“废物”重新定义为“资源”，为提高建筑材料的性能做出贡献。 **还值得注意的是，实际应用有明确的途径，因为它已经在维多利亚州的一个基础设施项目中得到采用。 **这种方法还可以应用于其他有机废物，例如木材、食品和农业废物，并且有可能降低废物处理成本并提高未来建筑材料的性能。
然而，在投入实际使用之前，仍有一些问题需要解决。长期耐久性评估，例如冷冻/解冻循环、吸水性和磨损测试，例如木板路上的演示测试，对于作为建筑材料的广泛使用至关重要。未来的重点还将是使热解工艺在工业规模上具有成本效益，并建立保持统一质量的制造工艺。
Shannon Kilmartin-Lynch 从原住民的角度引用了“关心国家”的概念作为她的研究动机，她的话表明，这项技术不仅关乎效率，而且关乎与环境的可持续关系。
【术语解释】
生物炭
一种含有大量碳、由有机物热分解而成的类似木炭的材料。它有无数的细孔，这种结构具有提高与水泥的相容性，增加其强度的作用。到目前为止，它主要用于土壤改良，但近年来它也被用作混凝土的加固材料。
[参考视频]
[参考链接]
皇家墨尔本理工大学 – 官方网站（外部）
澳大利亚领先的科技大学。一个开发可持续技术并开展众多产学合作项目的研究机构。
清洁生产学报（外部）
由爱思唯尔出版的环境科学和可持续发展领域同行评审学术期刊。研究论文来源。
[参考文章]
咖啡可提高混凝土的性能——皇家墨尔本理工大学（外部）
皇家墨尔本理工大学官方新闻稿。主要来源包括研究团队的评论和技术细节。
将用过的咖啡渣转化为宝贵的资源 - 清洁生产杂志（外部）
原始论文发表于 2023 年。详细的科学数据，例如由于热解温度差异而导致的强度变化。
咖啡混凝土试验将有机废物变成宝贵的资源 – RMIT（外部）
将解释其他有机废物的长期耐久性试验和应用研究的进展。
[编者后记]
如果您知道早晨喝的咖啡实际上与全球环境问题有关，您不会感到惊讶吗？在我们随意享用的眼镜背后，每年产生100亿公斤的废物。这项研究表明，那些被认为别无选择只能扔掉的东西有可能作为建筑材料重生。
熟悉的废物可能成为建造未来城市的材料。当你这样想时，你难道看不到隐藏在日常生活中的创新种子吗？你身边或许其实存在着可以变废为宝的“废物”。