
Các vật liệu xây dựng từ vi tảo được quan tâm nhờ khả năng hấp thụ CO2 trong quá trình sinh trưởng, qua đó góp phần bù đắp lượng phát thải từ hoạt động xây dựng truyền thống. Khác với xi măng - nguồn phát thải carbon lớn toàn cầu thì vi tảo có thể được nuôi trồng bằng ánh sáng tự nhiên, nước và diện tích đất tối thiểu.
Một số dự án thử nghiệm đã nghiên cứu việc kết hợp sinh khối tảo khô và vật liệu composite sinh học, tấm cách nhiệt hoặc gạch sinh học. Dù còn ở giai đoạn nghiên cứu và thử nghiệm, các hướng đi này cho thấy sự chuyển dịch rõ ràng sang các hệ thống xây dựng hài hoà với quy trình sinh học tự nhiên.
Sản xuất xi măng truyền thống hiện chiếm khoảng 8% tổng lượng phát thải CO2 toàn cầu mỗi năm và tiêu thụ gần 9% lượng nước công nghiệp. Đây là lý do xi măng trở thành tâm điểm trong các chiến lược giảm phát thải của ngành xây dựng.
Tại Đại học Colorado Boulder (Mỹ), các nhóm nghiên cứu và startups như Prometheus Materials đang tiếp cận bài toán này bằng cách phát triển bio-cement và bio-concrete từ vi tảo, có khả năng thu carbon dioxide để tạo ra xi măng sinh học.
Thay vì nung ở nhiệt độ cao và phụ thuộc nhiên liệu hoá thạch, quy trình này khai thác cơ chế khoáng hoá sinh học, giúp giảm mạnh phát thải trong khi vẫn đảm bảo tính chất kết cấu.
Khi trộn với cốt liệu, xi măng sinh học từ vi tảo tạo thành bê tông sinh học có các đặc tính cơ học, vật lý và nhiệt tương đương bê tông truyền thống. Các kết quả thử nghiệm cho thấy vật liệu này đáp ứng được yêu cầu kết cấu trong khi mang lại lợi ích môi trường rõ rệt.
Đáng chú ý, quá trình sản xuất gần như không phát thải CO₂, tái sử dụng tới 95% lượng nước tiêu thụ

Vượt ra ngoài khái niệm vật liệu tĩnh, vi tảo còn được ứng dụng trong các mô hình “kiến trúc sống”. Trong đó, vi tảo được nuôi trong các mặt dựng hoặc tấm panel trong suốt, vừa tham gia điều tiết ánh sáng, nhiệt độ, vừa tạo sinh khối.
Theo các tổng quan khoa học gần đây, vật liệu xây dựng từ vi tảo mang lại tiềm năng lớn về giảm phát thải, sử dụng tài nguyên hiệu quả và thiết kế tuần hoàn. Tuy nhiên, vẫn tồn tại nhiều thách thức như khả năng mở rộng quy mô, độ bền dài hạn, khung pháp lý và chi phí.
Dù các công nghệ xây dựng từ vi tảo chưa được thương mại hoá rộng rãi, các nghiên cứu hiện tại cho thấy tiềm năng dài hạn rõ rệt. Khi đô thị tiếp tục mở rộng, việc tích hợp các hệ sinh học vào xây dựng có thể giúp giảm tác động môi trường và tăng khả năng thích ứng của thành phố.
Sự phát triển của xi măng sinh học từ vi tảo cho thấy một sự chuyển dịch căn bản trong tư duy xây dựng tương lai. Thay vì là nguồn phát thải, vật liệu xây dựng có thể trở thành một phần của giải pháp giảm carbon
Trong bối cảnh đó, vi tảo không chỉ là nguồn dinh dưỡng mà còn là điểm giao thoa giữa sinh học, khoa học vật liệu và phát triển bền vững.
Theo bài viết từ www.colorado.edu/coloradan/2023/07/10/microalgae-bio-cement