维度网讯，英国巴斯大学机械工程系的研究人员发现，仙人掌果植物的农业废料可作为一种低成本、低碳的建筑材料增强材料，为传统复合材料提供更具可持续性的替代方案。

建筑材料中的复合材料通常由高强度增强纤维与轻质基体材料结合而成。碳纤维、玻璃纤维或凯夫拉等广泛使用的复合材料依赖合成纤维和能源密集型制造工艺，耐久性使其在寿命终结时难以再利用或回收。用天然纤维替代合成纤维可提供可再生且可生物降解的建筑材料解决方案。该研究的主要作者、机械工程系研究员Matt Hutchins表示：“仙人掌扁平掌状茎内部存在天然纤维网络，这些纤维形成蜂窝状结构，帮助植物支撑自身重量并在强风中抵抗弯曲。我们正在探索如何提取这些结构并保持其完整性，借助其天然特性来增强生物基复合材料。”

该研究是Fulvio Pinto博士领导的持续国际研究合作的首项成果，合作方包括净零世界再生设计与工程中心以及意大利西西里岛卡塔尼亚大学。Pinto博士表示：“尽管可持续生物基材料的优势已广为人知，但在建筑材料领域的应用仍然有限。我们希望通过引入具有地域特色或文化意义的植物，不仅能降低建筑材料中的隐含碳排放，还能提高天然材料在民用领域的采用率。”

研究团队比较了两种从废弃仙人掌掌片中提取纤维的方法。一种是水沤法，将植物材料浸泡在水中数周直至软组织腐烂，取出清洁纤维并干燥，该方法虽较慢但能产生更洁净、更强韧的纤维。另一种方法利用水压变化冲洗软植物组织，处理时间缩短约90%。研究还发现，从较老掌片中提取的纤维比幼嫩植株的纤维更强韧且更易分离。当混入塑料时，仙人掌纤维使建筑材料在弯曲或轻度冲击下的刚度和强度明显提升，但在高温或高应力应用中存在局限。

研究人员建议此类生物基建筑材料适用于轻量化、低载荷用途，如非承重墙板、轻质外墙覆层、汽车内饰部件以及冲浪板芯材等运动器材。团队成员Omar Elhawary指出，这些建筑材料在机械刚度之外，天然的蜂窝结构在最终产品中仍然可见，具有一定的视觉吸引力。去年11月，一张仙人掌增强复合材料的图像曾在巴斯温泉火车站外展出，作为巴斯大学“研究影像”竞赛的一部分。

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