東京大學的酒井雄也副教授開發出了不使用水泥等粘合材料，直接讓沙子相互粘合來製造建築材料的技術。將沙子、酒精和觸媒放入密閉容器中進行加熱後再冷卻，沙子就會凝固變硬，獲得的材料可以作爲混凝土的替代材料使用。該技術有助於削減來自生產水泥時產生的二氧化碳（CO2）。該項技術的目標是利用不適合製作混凝土的沙質沙漠沙子，以及在月球基地等難以製作混凝土的特殊環境下實用化。
混凝土一般是混合水泥、沙子、礫石和水製造的，而製造水泥時排放的二氧化碳佔全球總排放量的8％，在全球性的去碳潮流中，也要設法減量水泥的使用量。而且有報告指出，水泥的主要原料石灰石的採石場數量不足，「數十年後優質資源可能會枯竭」（酒井副教授）。而沙質沙漠中大量存在的沙子爲球狀，且顆粒非常小，不適合用作建築材料。
新開發的建築材料以沙子、酒精和作爲觸媒的氫氧化鉀等爲原料。將這些原料放入密閉容器中，以240攝氏度的溫度加熱24小時後，沙子會變成粘稠狀，顆粒之間相互粘合，形成固體。冷卻一晩就可以變成堅固的建築材料。
將沙子（右）凝固後製成的建築材料（左）（圖片由東京大學酒井副教授提供）
據酒井副教授介紹，沙子、礫石和玻璃等只要是含二氧化矽的物質都可以利用此次開發的方法固化。無需擔心沙子等資源枯竭，酒精和觸媒還可以重複使用，可以降低材料的採購成本。
在實驗中，除了玻璃的原料矽砂和玻璃珠外，研究團隊還凝固了非洲奈米比亞沙質沙漠中的沙子，以及類比月球的沙子，均成功製造了人造岩石。這種方法只要有密閉容器和加熱裝置就可以製造，因此還有望在月球表面彙集沙子建造建築物。
混凝土可能會在酸性降水等的作用下溶解，或者因爲乾燥等而導致體積發生變化。新開發的材料則沒有這些擔心，有望較混凝土進一步提高耐久性。如果耐久性得以提高，就可以延長道路和橋樑等基礎設施設備的壽命，應該還有助於解決現場施工人員不足的問題等。
有助於解決混凝土存在的問題 |
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代表性建築材料混凝土 |
水泥在製造時會排等比增大量二氧化碳 |
作爲原料的優質沙子短缺，水泥材料石灰石的品質下降也是問題 |
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粘合沙子製造的新材料 |
加熱後沙子會自行凝固 |
可以利用月球或沙質沙漠的沙子製造 |
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對酸性降水和乾燥的耐性也比較強 |
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不過這種新材料也存在課題。目前其製造成本比混凝土高，因此今後計劃降低成本。還打算解決目前只有混凝土一半左右的強度以及耐久性等問題。另外，月球表面的沙子幾乎不含硅，即使固化，沙子也容易鬆散，今後將改良觸媒，還計劃降低加熱溫度等。
目前東京大學的團隊已經收到從事太空開發的海外公司等的諮詢，並計劃與他們合作，將該材料推進實用化。研究團隊認爲，如果能作爲混凝土的替代材料普及，有望加快去碳和太空開發。
日文：落合修平、日經產業新聞，2021/05/12
中文：JST客觀日本編輯部
