核心提示：实验证明，水泥在纳米水平上不同的密度分布可以用纳米颗粒大小的相异性来解释。在这样一个关键的水平上，纳米颗粒大小不同的材料比纳米颗粒相同的材料硬度更大。

    瑞士国家科学基金会日前正资助研究团队进行有关“绿色”水泥的研究。

    目前，最常见的水泥是碳酸盐水泥，在其制造过程中需要燃烧碳酸钙，这会释放大量的二氧化碳。以印度为例，在2007年，印度全国二氧化碳排放量的5%就来自于国内的水泥生产企业。然而，水泥作为基础建筑材料还需要满足两项标准：极好的硬度和组成元素的易得性。

    至今为止，所有试图取代或部分取代碳酸钙燃烧方法生产出来的水泥都在硬度上表现欠佳。苏黎世联邦理工学院建筑材料研究所教授埃伊曼纽拉提出了在纳米水平上对水泥的机理进行更好的理解，以确定物理和化学参数并改进水泥生产的碳排放而不降低其硬度。

    早些时候，麻省理工学院的研究人员曾在实验中使用了一种可以在亚微米级别上施加机械压力的仪器，在亚微米水平上发现了水泥的密度变化，但却无法解释原因。埃伊曼纽拉在此基础上发现了一种组成成分十分无序的非晶态材料，并将研究集中在纳米水平上。她认为：“只有在纳米水平上，某些材料的性质才能被揭示出来。这也适用于水化硅酸钙，一种水泥的主要成分，在和水混合变硬的过程中起到重要的作用。”

    据了解，研究人员首先设计了一个水化硅酸钙纳米颗粒的包装模型。随后用数值模拟方法来观察模型。实验证明，水泥在纳米水平上不同的密度分布可以用纳米颗粒大小的相异性来解释。在这样一个关键的水平上，纳米颗粒大小不同的材料比纳米颗粒相同的材料硬度更大。这一发现或许可以应用到硅酸盐水泥的生产中。