超硬「人造骨」誕生：可替代鋼筋水泥

07-17

　　全世界對於碳排放的限制越來越嚴格，因此企業在綠色技術方面的投資也在不斷攀升。鋼筋混泥土的生產過程是工業領域碳排放重災區，現在仍然沒有明確的方案能夠顯著控制由這些生產活動帶來的碳排放。為了尋求解決辦法，研究人員正嘗試用新的材料來替代鋼筋混凝土。

　　劍橋大學工程學院的研究人員專註於從仿生學的方面來尋找替代材料。基本上，他們研究自然界中的模式、系統和元素，嘗試仿造它們製造出新的材料。這樣製造出來的材料能夠具有鋼筋混凝土的強度，卻又不會產生大量的碳排放。

　　我們的骨頭堅硬並且難以損壞的原因是其中含有近乎相等的蛋白質和礦物質。另外，骨頭還具有自愈的能力。Michelle Oyen博士作為研究的領導人，掌管著生產人造骨頭和蛋殼樣品的實驗室。骨頭強度高作為建築材料還說得過去，但是易碎的蛋殼為何也是研究方向呢？這是因為從蛋殼的厚度和它能夠承受的力量來看，蛋殼是十分堅固的。

　　人造骨頭和蛋殼可以在正常室溫下利用動物界中被大量拋棄的膠原蛋白製造出來，不僅如此，把整個製造過程規模化以用於大量生產也並不難。

　　Oyen博士和她的研究團隊發現：如果將膠原蛋白製造的骨頭和蛋殼混合起來，就會得到一種「晶格型結構（attice-type structure）」，這種結構比單純的人造骨頭或蛋殼更強。此外，該團隊還嘗試了利用合成蛋白和高分子聚合物來替換天然膠原蛋白，這對大規模生產新材料或進一步提升強度也是有幫助的。

　　雖然讓人造骨材料真正成為建築材料還需要十多年，但是從早期研發成果來看，這種技術前景是樂觀的。如果最終應用的材料能夠保有骨頭自愈的特性，建構在地震帶附近的房屋將更加安全。