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「ご存知のとおり、セメントはどこにでもあります」と、ロンドンのインペリアルカレッジの環境エンジニアであるニコラオスヴラソプロスは、会話の話題で支えられた巨大な7階建ての建物の明るい大学の会議室に座って言います。「それはすべて私たちの周りです。」

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Nikolaos Vlasopoulosの夢は、従来のセメントとは異なり、二酸化炭素を吸収する新しい素材を開発することです。成功すれば、彼は気候変動の主な要因を減らすのを助け、技術の構築における大胆な進歩を主張します。（ジョン・リッター）

Novacemのパイロットプラントは、ローマ時代以来ロンドン中心部で最初のセメント工場です。（アレックスマシ）

ヴラソプロスは以前、叔父とセメント工場で働いていましたが、叔父は「あなたは私のビジネスを閉鎖するつもりです」（アレックス・マシ）

Novacemは、犬小屋やパティオなどの構造で最初に実験用セメント（上記：サンプルブロック）をテストする予定です。（アレックスマシ）

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昨年、世界は36億トンのセメント（水、砂、その他の材料に加えられるとコンクリートに固化する鉱物混合物）を生産し、その量は2050年までに10億トン増加する可能性があります。コンクリートよりも全体の体積は水です。

Vlasopoulosによれば、セメントの長所は長い間明白でした。それは安価で、注ぎやすく、やや不可解なことに、岩のように硬くなります。しかし、もう1つの重要な詳細はめったに認められません。セメントは汚れています。それは何世紀にもわたって建設労働者を悩ませてきましたが、それはあなたの服から脱落しないので汚れていません。主要な成分は石灰岩で、ほとんどが炭酸カルシウムで、貝殻の海洋生物の残骸です。セメントを作るためのレシピでは、化石燃料を必要とする石灰岩を加熱する必要があります。そして、加熱されると、石灰岩は大気中に漂う炭酸ガスを送り、そこで熱を閉じ込め、地球温暖化に貢献します。セメントの生産は、世界の人間が生産する二酸化炭素の5％を排出しています。米国では、化石燃料の消費（輸送、電気、化学製造、その他の用途）と鉄鋼業のみが温室効果ガスをより多く放出しています。また、中国やインドなどの活況を呈している国ではセメントを使用して上昇を構築しているため、セメントの汚れはグローバリゼーションの最大の欠点の1つとして浮上しています。

大気汚染に対するセメントの多大な貢献が一般大衆によって大部分見落とされている場合、Vlasopoulos、31歳はしばらくの間それを認識していた。彼はギリシャの港であるパトラスで育ちました。彼の父親はエンジニアであり、母親は銀行で働いていました。また、ヴラソプロスの夏、Dimokrition Panepistimion Thrakis大学の自宅で環境工学を学び、叔父と一緒にセメント工場で働いていました。これは偶然でした。彼の仕事は、二酸化炭素排出レベルを測定する機器を組み立てることでした。彼らは高かった。通常、工場はセメント1トンごとにほぼ1トンの二酸化炭素を生成します。ヴラソプロスはこの作品が面白いと思ったが、彼は将来セメントを見ていない。退屈で、古く、汚れていました。

その後、工学の修士号を取得していたインペリアルカレッジの教授の1人が、オーストラリアの企業が製造した新しいタイプのセメントを調査するための資金を受けました。教授のクリストファー・チーズマンは、ヴラソプロスにプロジェクトで協力して博士号を取得するよう説得しました。「これは素晴らしい仕事をするチャンスでした」と、ヴラソプロスはいつも控えめに言った。

人々はちょうど歴史の始まりの頃から、より良いセメントを構築しようとしています。 2, 000年以上前、ローマ人は石灰、火山灰、石の塊の混合物を考案してコンクリートを作り、それを使用して港、記念碑、建物を作りました-パンテオンやコロッセオを含む初期の都市の接着剤。 1820年代、イギリスのリーズで、インペリアルカレッジから約200マイル離れたところに、ジョセフアスプディンという石工が現代セメントを発明しました。 Aspdinは、台所で細かく砕いた石灰岩と粘土の調合物を加熱しました。彼が水を加えた後、混合物は硬化した。 Voilà—産業革命のビルディングブロックが誕生しました。材料はポートランド島の人気のある建築石のように見えたため、Aspdinは彼の発明のポートランドセメントと呼びました。 1824年に発行されたこの特許は、「人造石の製造モードの改善」を目的としています。

オーストラリアの開発者は、ポルトランドセメントと酸化マグネシウムを混合した新しいレシピを試しました。酸化マグネシウムは石灰石の一部に取って代わることができ、酸化マグネシウムはそのような高温に加熱する必要がないため、炭素排出量を削減したいと考えていました。石灰石は華氏2, 600度に加熱する必要がありますが、セメント用に酸化マグネシウムは1, 300度で準備できます。この温度は、バイオマスや、炭素の放出量が少なく、化石燃料の消費を抑える他の燃料で達成できます。

しかし、ヴラソプロスは、ブレンドが全体的な二酸化炭素排出量を削減しなかったことをすぐに発見しました。一部のテストでは、二酸化炭素を放出するプロセスである炭酸マグネシウムを加熱することで酸化マグネシウム自体が生成されるため、排出量はほぼ2倍になりました。

「自分が取り組んでいるプロジェクトが実際にあなたが思っていたものではないことに気付いたとき、非常に失望したことを覚えています。」と彼は言いました。「しかし、それは非常に価値のあるプロジェクトであり、価値のあるアイデアだと感じたため、問題を解決する別の方法を見つけようとしました。」

Vlasopoulosが2004年に問題を取り上げたとき、世界中の大手セメント会社は、ポートランドセメントをより環境に優しいものにする新しい方法を探していました。生産者は、スラグなどの鉄の副産物を追加しました。フライアッシュなどの石炭残渣; そして、酸化マグネシウムのような他の材料は、セメント混合物をかさ上げし、より少ないポルトランドセメントを必要とします。彼らは、材料を準備するのに必要な温度を下げるために鉱物添加物を実験しました。

しかし、化学が十分に理解されていない製品を修正することは困難です。「この材料がどのように硬くなるのか、正確な化学的性質を実際に知らなかった」とセメント化学の専門家であり、「グリーン」セメントを造るいくつかの学術的イニシアチブの1つであるMITのコンクリート持続可能性ハブの責任者であるHamlin Jennings氏は述べた「今日、世界で使用されている建築材料は、ポートランドセメントほど理解されていないと思います。」

セメント会社がオリジナルをいじくり回している間に、ヴラソプロスは別のタックを取りました。「ポートランドセメントを改善するためにできることは、それだけです」と彼は言いました。 "それが現実さ。それはあなたが始める材料です。 Vlasopoulosは、セメントを形成するために石灰石の代わりに酸化マグネシウムを使用するというアイデアが好きでしたが、硬くするために別の材料が必要でした。酸化マグネシウムのみを水と混合しても効果はありません。混合物はぬかるみになります。そして、二酸化炭素をあまり放出しない酸化マグネシウムの供給源を見つける必要がありました。彼が定住した材料のクラスは、タルク、蛇紋岩、かんらん石またはその他の鉱物から誘導された炭素を含まない化合物であるケイ酸マグネシウムでした。これらの鉱物の世界的な供給量は約1千億トンであり、これは小麦粉がなくなるとケーキが焼けなくなるため、重要な要素です。

Vlasopoulosは、彼の実験化合物がどのように機能するかを正確に説明することに熱心ではありません。彼の秘密のソースは、おそらく非常に有利な秘密です。いくつかの特許が出願されています。彼はこれについて多くを明らかにします：数年前、彼は酸化マグネシウムを彼が作成した他の化合物と水と混合し始めました。混合物は硬化して小さなボールになりました。彼はそれをチーズマンのオフィスに持ち込みました。「この小さなボールから熱が出てくるのを感じることができた」とチーズマンは言った。「何かが明らかに起こっていた。」化学反応が起こっていた。エネルギーが放出されていました。彼らはあまり興奮しませんでした。「つまり、これは私たちがここで話しているセメントであり、まさに世界で最もセクシーなものではありません」とチーズマンは言いました。「車輪を動かしてホールを上下に走っていませんでしたが、面白かったです。」

Vlasopoulosの化学物質は、酸化マグネシウムと水と混合してセメントを硬化させ、炭酸マグネシウムです。炭酸マグネシウムは、二酸化炭素を他の原料に添加することで製造します。つまり、いくつかのシナリオでは、セメントはカーボンニュートラルではなく、カーボンネガティブです。生産されたVlasopoulosのセメント1トンごとに、二酸化炭素の10分の1が吸収されました。

最終的にVlasopoulosは、チーズマンの助けを借りて、新しいセメントを開発するためにNovacemという会社を設立しました。同社は、12人以上の従業員を擁し、世界最大のセメント企業と提携しており、Imperial Collegeのハイテクスタートアップ企業のビジネスインキュベーターにあります。施設内の他のいくつかの企業はライフサイエンスの新興企業であり、微生物学研究室には遺伝子配列装置と試験管のコレクションがいっぱいありますが、ノバセムの研究室は大きな音、粉塵、セメントの入ったバケツを生成する広々とした工場です。ローマ人の時代以来、ロンドン中心部で最初のセメント工場です。

ヘルメット、保護メガネ、マスク、白衣を着た労働者は、夏休みにVlasopoulosで働いていたセメント工場とは異なり、小型化されたセメント工場を運営しています。

Novacemはまだ手順を改善していますが、少なくとも5つの他の企業や大学のセンターと競争して、より環境に優しいセメントを考案しています。「最近、炭素への関心が高まると、多くの起業家が現れました」と、MITのJenningsは述べています。「彼らは機会の側面を見ています。」セメントが年間1700億ドルの産業であるため、投資資金が注がれています。

カレラと呼ばれるカリフォルニアの会社は、おそらく最も珍しいアプローチを持っています。発電所から排出される二酸化炭素を利用し、海水または塩水と混合して、セメントを作るために使用される炭酸塩を生成します。それらは、ポルトランドセメントに追加して、石灰石の一部またはすべてを置き換えることができます。カレラは、シリコンバレーでグリーンテクノロジーに最も尊敬され、多額の投資を行っているコンピューターエンジニアであるVinod Khoslaからの5, 000万ドルの投資に支えられています。「実際にセメントをCO2から作っています」と、創業者のブレント・コンスタンツは言いました。「私たちは大気中に放出されたはずのCO2をセメントに変えています。」この技術はまだ開発中であり、カリフォルニア州モスランディングにデモンストレーションプラントがあり、中国のグループと提携してプラントの隣にプラントを建設しています内モンゴルの炭鉱では、二酸化炭素を排出してセメントを製造する計画です。

オーストラリアの会社であるCalixは、過熱蒸気を使用してセメントを製造します。これにより、セメント粒子が改質され、より純度が高く化学的に反応しやすくなります。また、このプロセスでは二酸化炭素が分離されるため、ガスを簡単に捕らえ、大気から遠ざけることができます。

ルイジアナ工科大学は、ノバセムやカレラのように、石灰岩を完全に廃止しています。フライアッシュ、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムでできたジオポリマーと呼ばれるペーストを使用しています。

「ほこりは最終的に落ち着き、これらのアイデアの1つが機能します」とジェニングスは言いました。

早い段階で、ノバセムの最大の懐疑論者の1人は、英国で最大の民間所有の建設会社Laing O'Rourkeでした。有望な大学の仕事を管理する責任者であるDheeraj Bhardwajは、彼の学術的なつながりを通してNovacemの製品について耳にしました。彼は化学を見て、すべてがチェックアウトされたと考え、数年前にアイデアを会長に持ち込みました。彼は、セメントが商業利用に十分なほど強くなる方法がなかったと言いました。石灰岩が必要でした。 Novacemの素材が40メガパスカル（構造の安定に必要な最低限の強度）に達したとき、彼は興味を持ちました。

7日後、万力のような器具に置かれたNovacemセメントの小さな塊がそのマークに当たりました。 28日後、60メガパスカルに達しました。その後、バードワジは結果を議長に伝え、議長は「この作品を作ろう」と言った。現在、Laing O'RourkeはNovacemの主要パートナーである。今日、多くの手直しの後、セメントは80メガパスカルに近づいています。 Novacemセメントで作られたコンクリートは、強度が標準的なコンクリートに匹敵します。

Novacemのその他のパートナーには、世界最大の建築材料の生産者であるパリのLafarge、およびNovacemがケイ酸マグネシウムの発掘を支援することに熱心なロンドンに拠点を置くグローバルマイニング企業のRio Tintoが含まれます。

「セメント産業は現在、財政的に重要な形で、科学的に重要な方法で今、進歩しています」と、さまざまな実験的アプローチのすべてに言及しながら、ジェニングスは述べました。「世界は変化しています。すべてのセメント会社を含む全員が、可能な限り環境に配慮し、世界を少しでも良くする必要があります。」

ジェニングスは、特定の新しいセメントの承認を拒否しました。「ノバセムの作品なら、非常に魅力的なアイデアだ」と彼は言った。

Bhardwajはよりコミット的です。彼は最近、彼のエンジニアリングチームに行ったと言いました。「正直なところ、礼儀正しくしないでください」と彼は言いました。「炭素に関する質問はさておき。答えは彼を驚かせました：彼らはそれが良いと言った。どうして？強いだけでなく、真っ白でした。ポートランドセメントはわずかに灰色です。「このセメントに色を付けることができます」とバードワジは言いました。「あなたの家にあなたが望む色のセメント壁があることを想像してください。」

Vlasopoulosが彼の会社のセメント工場のプロトタイプを見せびらかしながら指摘したように、セメントは美しい白の色合いです。近隣のバイオサイエンス研究室に言及して、彼は次のように述べています。彼の目の前にある巨大な機械は、現在アイドル状態で、長いパイプが鳴り響き、アラームが鳴り、ミキサーがVlasopoulosの作品のバケツを吐き出し、吐き出します。

ヴラソプロスは元気な気分で、前日彼のガールフレンドに提案したばかりだった。（彼女はそう言いました。）部屋の隅に彼が「私たちの博物館」と呼んでいたものがありました。小さなテーブルの上にはノバセムセメントの初期の塊がありました。「これはあまり良くありませんでした」と彼は言いました。「今、私たちは何をしているのかわかっています。」このプラントは、年間約5トンのセメントを生産できます。同社はまた、年間200トンを生産する別の施設にも取り組んでいます。すべてがうまくいけば、同社はそのレシピを世界中のセメントメーカーにライセンスするつもりです。

会社がまだ克服しなければならない主要な障害は歴史です。ポートランドセメント工場。ジョセフ・アプディンの台所で1824年のその午後以来、常に持っています。「セメントは非常に長い間使用されてきました」とバードワジは言いました。「人々はそれを信頼しています。彼らは何百年も生き残ったすべての建物を見渡すことができます。 Novacemにとって、耐久性の証明には時間がかかります。彼らは遅くなる必要があります。 Novacemセメントを使用して橋や建物を建設する必要がある場合、どうすればそれが問題ないことを人々に納得させることができますか？それが課題です。誰も橋が倒れることを望んでいない。」

ノバセムセメントで建設された橋を渡るかどうかを尋ねられたバードワジは、「私はそれで問題ないでしょう」と言いました。しかし、その橋はまだ建設されていません。

マイケルローゼンウォルドはスミソニアンのナノテクノロジーとインフルエンザハンターについて書いた。 ジョン・リッターはペンシルベニア州に住んでいます。