歷史學家與科學家一直對古人的智慧抱持濃厚興趣。修建龐大的道路網絡、溝渠與港口，被譽為工程大師的古羅人對於公共建築的規劃與施造是人類文明的珍寶，而其中最為人知的，便是建於古羅馬時期的羅馬萬神殿（Pantheon）。西元609年，東羅馬帝國皇帝將萬神殿獻給教宗波尼法爵四世（Sanctus Bonifacius PP. IV），教宗給了她新的名字「聖母與諸殉道者教堂」（Santa Maria ad Martyres）。義大利文藝復興巨擘米開朗基羅曾經因為萬神殿完美的古典幾何比例，稱她為「天使的設計」，在落成兩千多年後的現今，萬神殿保有世界上最大無鋼筋混凝土穹頂的紀錄，更令人驚訝的是，她依舊屹立不搖。

多年來，學者不斷研究古羅馬時期的混凝土建材，嘗試理解為何古羅馬時期建造的地下渠道、碼頭、海提，或是那些身處地震頻繁地區的建築結構，能夠在嚴峻的環境中如此耐久，而最近，他們終於找到答案。一群來自麻省理工學院MIT、哈佛大學、義大利與瑞士實驗室的學者在科學期刊《Science Advances》上發表研究結果，他們發現古羅馬混凝土採用一種特殊的混合方式，能夠帶來自我修復的效果。

學者一直以來認為古羅馬混凝土耐久性的關鍵在於義大利特有的火山灰材料，然而他們發現其中含有一種毫米級的亮白色塊狀礦物，是現代混凝土配方中找不到的石灰石碎屑。一開始，團隊以為這些碎屑是來自當時不成熟的混合技術，然而經過多重規模成影以及化學對比科技來仔細檢視這些石灰石碎屑後，他們找到了古羅馬混合混凝土的方程式：採用生石灰，並且透過高溫與水和火山灰混合，便會在過程中形成一種奈米級結構，產生容易碎裂也容易起反應的鈣質來源。這樣的混凝土一旦出現裂痕，只要雨水流進裂縫，生石灰便會和水起作用，晶體化為碳酸鈣來填滿裂縫，或是與火山灰結合來強化混凝土本身的結構。

為了證明這種碳酸鈣是古羅馬混凝土自我修復的關鍵，團隊以高溫混合方式製作兩種混凝土樣品，一種含有生石灰，另一種則為不含生石灰的現代混凝土配方，將它們敲出裂縫，讓水流過其中。兩個星期後，含有生石灰的混凝土樣品果然自行修復，水無法再流過縫隙，而現代混凝土樣品始終沒有修復，水一樣流過縫隙。

此研究結果由麻省理工學院都市與環境工程學教授Admir Masic發表學術論文，他表示「一想到這些更耐久的混凝土構成不僅能夠解釋這些材料為何能長時間服役，還能夠增進3D列印混凝土的耐久性，我就覺得滿心期待」，團隊也正在計畫將這樣具有自我修復能力的混凝土商品化，而團隊也進一步表示此材料將有助於降低生產混凝土時造成的碳排放。 ■

關於作者

Clyde Liu。PPAPER 主編。
正宗90文化養大的金牛男。擁抱帶有壞品味的美感與文化。相信科幻片與愛情片是一切問題的答案。而宇宙是我們最後的歸依。