Sargassum-based particleboards for sustainable construction: Performance of pelagic and benthic biomass combined with agro-industrial residues

每年，大量的褐色海藻都会冲上加勒比海、墨西哥和巴西的海滩。这种被称为“萨尔加苏姆”（sargassum）的海藻是海洋的自然组成部分，但气候变化和污染导致其涌入的数量过于庞大。当这些堆积物在沙滩上腐烂时，它们会释放出有害气体，破坏当地生态系统，干扰旅游业，并威胁公共健康。与此同时，全球家具和建筑业严重依赖砍伐树木来制造用于橱柜、搁板和墙壁的木板。这两个问题——过多的腐烂海藻和过多的树木被砍伐——看似毫无关联，但它们都涉及需要寻找新用途的过剩有机材料。科学家们正日益寻求将这些废弃物转化为有用产品的方法，这一概念被称为“循环经济”，即材料被重复利用而非丢弃。挑战在于，如何将这些潮湿、多纤维且通常带有盐分的材料结合在一起，使其强度足以用于建筑或家居。

来自巴西和加拿大的一个研究小组着手测试这种腐烂的海藻是否可以转化为建筑材料。他们专注于制造颗粒板，这是一种通过将小块木材或植物纤维与胶水压缩在一起而形成的扁平板材。该团队收集了两种不同类型的萨尔加苏姆：一种在开阔海域漂浮并以巨大片状物冲上岸，另一种则生长在靠近海岸的海底。为了帮助这些海藻碎片粘合在一起，他们将其与两种常见的农业剩余物混合：甘蔗渣（即压榨甘蔗后留下的纤维状果肉）和椰子壳纤维。他们使用了一种由蓖麻油制成的特殊胶水，这是一种植物基粘合剂，比工厂通常使用的石油基胶水毒性更低。目标是观察这些混合物能否形成符合家具和室内墙壁安全及强度标准的坚固面板。

研究人员制作了四种不同类型的面板，以比较不同成分的配合效果。有些面板使用甘蔗渣作为外层并将海藻置于中心，而另一些则是在外层使用椰子纤维并在内部填充海藻。他们将这些混合物压制成大小约如大号砧板的板材，并进行了严格测试。测试测量了板材在浸水时的膨胀程度、断裂前能承受的重量以及各层之间的粘合程度。结果显示，两种农业合作伙伴之间存在明显的差异。使用甘蔗渣制造的面板表现非常出色，达到了用于干燥环境（如办公室隔断或家具）的非结构性用途的严格要求。这些板材强度高、形状稳定，且不会吸收过多水分。

相比之下，使用椰子壳纤维制造的面板表现并不理想。虽然它们达到了粘合方面的最低安全标准，但与甘蔗版本相比，它们吸收了更多的水分且膨胀得更多。当研究人员在强力显微镜下观察这些板材时，他们发现了原因。甘蔗颗粒紧密地堆叠在一起，创造了一个致密且坚实的结构。然而，椰子纤维较长且较细，在板材内部留下了缝隙和空隙，使得水分容易渗入。这种颗粒如何相互契合的方式证明了其重要性超过了海藻本身的类型。只要与合适的农业伙伴混合，无论海藻是来自开阔海域还是海底，对最终板材强度的影响都不大。

研究还测量了这些新板材阻隔热量传递的能力，这是隔热性能的一个关键特征。由甘蔗和海藻制成的面板传热速率与建筑中使用的标准木制品相似，这表明它们可以帮助建筑物保持温暖或凉爽。研究人员得出结论，虽然海藻本身太弱且吸水性太强，无法用作主要的建筑基块，但当它与甘蔗渣和植物基胶水结合时，作为填充材料的效果非常好。这种方法提供了一种将日益增长的环境负担转化为价值资源的实际途径。通过利用那些原本会在海滩上腐烂的海藻，社区可以在减少分解过程中释放有毒气体的同时，同步创造出一种可持续的木制品替代品，将沿海问题转化为建筑行业的解决方案。