Учёные Вустерского политехнического института (WPI, штат Массачусетс) разработали принципиально новый строительный материал, который не только не выбрасывает углекислый газ, но и активно его поглощает в процессе формирования. Разработку назвали ферментативным структурным материалом — Enzymatic Structural Material, или сокращённо ESM. Это экологичная альтернатива бетону, способная «расти» за счёт поглощаемого CO₂ и набирать прочность в течение суток.

Почему это важно

Производство бетона — одна из самых углеродоёмких отраслей на планете. По оценкам исследователей, на долю бетона приходится около 8 % глобальных антропогенных выбросов углекислого газа. Отказаться от него невозможно: спрос на жильё растёт вслед за ростом населения, а альтернативные материалы пока не смогли доказать свою долговечность или экономическую целесообразность.

Попытки заменить бетон продуктами с добавлением золы, гидрогеля, микробных структур или грибов давали интересные результаты, но не обеспечивали нужного баланса между прочностью, экологичностью и стоимостью. Новый ESM может стать первым материалом, который сочетает все три параметра.

Как работает технология ESM

Разработка WPI основана на использовании фермента углеродной ангидразы — известного биокатализатора, который ускоряет превращение растворённого CO₂ в карбонат кальция. Карбонат, в свою очередь, связывает частицы песка, создавая прочный структурный каркас прямо при комнатной температуре и нормальном атмосферном давлении.

Процесс не требует:

• высокотемпературного обжига;

• специальных условий выдержки;

• длительного периода набора прочности.

Материал формируется в готовые элементы — блоки, панели, плитку или кровельные формы — за несколько часов.

Углеродный след: сравнение с бетоном

Классический бетон при производстве одного кубометра выделяет примерно 330 кг CO₂.

ESM, напротив, фиксирует около 6,1 кг углекислого газа на тот же объём. Это делает его одним из первых известных строительных материалов с отрицательным углеродным балансом.

Прочность и эксплуатационные свойства

Несмотря на биотехнологическую природу, материал обладает характеристиками, сравнимыми с промышленным бетоном:

• прочность на сжатие: 25–30 МПа (достаточно для несущих конструкций);

• высокая водостойкость;

• возможность многократного ремонта;

• полная перерабатываемость.

Скорость набора прочности также даёт огромные преимущества: там, где бетон может твердеть до месяца, ESM достигает готовности за сутки.

Где материал может применяться

Авторы подчёркивают, что ESM способен стать основой для:

• экологически чистого и доступного жилья;

• быстровозводимых зданий;

• строительных решений для ликвидации последствий стихийных бедствий;

• архитектурных элементов, требующих лёгкого ремонта и восстановления.

Важно: материал пока проходит ранние испытания

Несмотря на впечатляющие результаты, учёные не рекомендуют торопиться с масштабным внедрением. Необходимо протестировать ESM в различных климатических зонах, включая регионы с повышенной влажностью, резкими перепадами температур и высокими нагрузками на строительные конструкции.

Исследование было опубликовано 5 декабря 2025 года в журнале Matter и уже привлекло внимание как научного сообщества, так и компаний, работающих в сфере устойчивого строительства.