“直接空气捕集”技术欲实现高效低耗，其材料与过程设计亟需创新。自然界中，生物体通过“仿生矿化”精确合成碳酸盐，为DAC技术提供了无限灵感。其中，受生物膜结构启发的“分离膜”技术，结合“石灰石”循环，正催生着新一代的DAC系统，其核心在于“界面工程”。
传统DAC多采用吸附塔，体积庞大、能耗高。而仿生思路是设计一种兼具CO₂捕集与转化功能的智能“分离膜”。该膜的设计理念如下：
- 仿生界面设计：膜的一侧暴露于空气，其表面被修饰有类似碳酸酐酶的仿生催化剂，能极快地催化空气中微量的CO₂水合为HCO₃⁻。这层催化界面是实现高效捕集的关键。
- 离子传输通道：膜的中间层是精密的纳滤或离子交换层，允许HCO₃⁻和Ca²⁺选择性透过，但阻挡其他气体分子。这相当于构建了一个定向的“离子高速公路”。
- 矿化反应区：膜的另一侧与含Ca²⁺的溶液（源自石灰石煅烧后的消化液）接触。HCO₃⁻与Ca²⁺在此相遇，并在膜界面处异相成核，生成碳酸钙晶体。膜的结构可以引导碳酸钙以特定形貌生长，易于脱落和收集。
这个过程实现了CO₂从气相到固相的连续、定向转化。富含CO₂的碳酸钙被收集后，送入煅烧炉再生石灰石并释放高纯度CO₂，同时再生活性膜材料。
这套技术的优势在于其过程的连续性和能效潜力。它模拟了生物体连续、温和的矿化过程，避免了吸附-解吸的间歇操作和巨大的热能消耗。尽管该技术仍处于概念设计和实验室验证的早期阶段，但它代表了DAC领域一个极具前瞻性的方向：通过精妙的“界面工程”和“仿生矿化”策略，将石灰石这一古老的材料，转化为构建未来高效、紧凑、低能耗“直接空气捕集”系统的核心元件。
