麻省理工学院（MIT）工程师从大自然一片叶子中得到灵感，设计出能够不断吸收二氧化碳来达到自我修复与生长的新型水凝胶材料──换句话说，只要材料暴露在阳光与空气之下就会自我生长、硬化变得越来越坚固，未来可应用于建筑工业的裂缝填充涂层。
这种新材料为一种合成水凝胶（hydrogel）物质，由氨丙基甲基丙烯酰胺（aminopropyl methacrylamide，APMA）、葡萄糖氧化酶（glucose oxidase，GOx）和从菠菜中提取出来的叶绿体组成，作用机制类似于植物吸收空气中的二氧化碳来促进自身生长，而该材料是将环境中的二氧化碳转化为固态的形式构建自身。
叶绿体负责催化二氧化碳与葡萄糖反应，当暴露在阳光下时，叶绿体会产生葡萄糖，接着葡萄糖氧化酶进入参与作用，将葡萄糖转化为葡萄糖酸内酯（gluconolactone，GDL），与氨丙基甲基丙烯酰胺反应后形成水凝胶材料。
动物界中，壁虎遇到危险先断尾求生，等之后尾巴还会长出来；那么在材料科学界中，这项新材料可以充当建筑物涂层，无论暴露在室外阳光或室内照明都行，一旦建材表面遭到刮伤，新材料涂层可以吸收并转换环境中的二氧化碳，“自我修复生长”填补裂痕和空隙，我们不用再另外买油漆或混凝土填覆受损表面。
▲ 墙壁裂缝不用怕，新材料可将空气中的二氧化碳转换为固态物质，自行重新填补。（Source：pixabay）
在建筑运输方面，这种凝胶材料也可以节省运输空间占用。我们不必千里迢迢从工厂运著大片厚重建材到建筑工地，相反地，只要薄薄一层，到了现场往阳光下一放，这些建材就会自行增强固化。
过去也不是没有科学家开发能模仿生物自我修复能力的材料，但这些材料都需要外力介入才能发挥作用，比如加热、照射紫外光或化学处理等。相较之下，合成水凝胶物质只需要环境中的光与二氧化碳，其他都不缺。
不过材料的挑战之一，在于叶绿体从植物分离出来后相当不稳定，几小时就会失去光合作用能力，因此团队在论文中另外描述了一种可以延长叶绿体寿命的化学处理方法，但最终，研究人员希望可以找到非生物来源的催化剂作为替代品。
新论文发表在《Advanced Materials》期刊。
- Self-healing material can build itself from carbon in the air
- New material pulls carbon from the air for self-repair
- New Self-Healing, Carbon-Negative Material Could Help Fight Climate Change
（首图来源：麻省理工学院）
