麻省理工学院（MIT）研究人员发现了混凝土的坚固性和耐用性来自其所具有的纳米粒子结构。这项发现有望大规模降低混凝土生产中的二氧化碳排放。有关结果发表在1月份出版的《机械学与固体力学杂志》上。

论文主要作者、MIT土木与环境工程教授Franz-Josef Ulm介绍说："如果一切都决定于混凝土的纳米粒子组织结构，而不是混凝土的材料本身，那么我们很可能能够找到替代材料，同样具有混凝土的各种优点--坚固、耐用、可以以极低的成本大规模生产，但是不会在生产过程中释放那么多二氧化碳。"

研究人员还发现，通过在纳米尺度上研究各种常见材料可能会大大发掘这些材料的使用途径。Ulm称这项工作"给出了材料的地理基因密码，以及材料的纳米机械属性蓝图。"

目前全世界每年混凝土的产量是二十三亿五千万吨，足以为地球上的每个人建一座一立方米的混凝土块。如果工程师们能够找出一种方法将混凝土生产过程中的二氧化碳排放减少10%，那么就能够实现《京都议定书》将二氧化碳排放减少5.2%的目标的五分之一。

Ulm小组发现混凝土粒子在纳米层次上会天然形成球形物质最稳定的结构，如同一堆桔子堆成金字塔形状。

混凝土是最古老的建筑材料之一，早在古罗马时代，人们就开始将石灰石和粘土碾成粉末，然后在窑中加热到高达1500摄氏度的温度。在这样的高温下，矿物质发生了变化，储存了大量能量。当这种粉末与水混合的时候，能量就会被释放到化学键中，形成混凝土的基本成分--水合硅酸钙。在纳米层次上，水合硅酸钙充当了黏合剂，将沙子和砂砾牢牢地粘合在一起。在混凝土生产过程中释放的二氧化碳主要来自加热过程。