微生物矿化技术赋能生物混凝土：固碳矿化机制与多维调控

钱文浩, 阙美丹, 李柏颉, 任奥, 管婧（西安建筑科技大学　材料科学与工程学院）

摘要：生物混凝土是一种基于微生物诱导碳酸钙沉积(MICP)技术的新型建筑材料，其通过微生物固碳矿化反应(如尿素水解与CO2 直接矿化协同路径) 主动调控材料性能，在绿色低碳建材领域具有广阔前景。本文深入分析了MICP的固碳-矿化机制，通过对比生物混凝土的研究方法和评价技术，系统评述了生物混凝土的制备方法及微生物载体材料(多孔陶瓷、水凝胶等) 的设计策略。通过整合传统表征手段与数据可视化等创新方法，总结了涵盖材料-结构-环境效应的多维度评价方法。此外，聚焦碳中和目标，总结了固碳功能菌种的优选及其效能量化方法，并最终从微生物菌种筛选、载体的性能优化、“固碳+固废”双角度以及评价方法这4 个方面展望了生物混凝土的未来发展方向，为低碳建筑材料的创新研发提供参考。

关键词：微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)；生物混凝土；矿化机制；微生物载体材料；工业废渣；低碳建筑材料