Biomimetic approaches for carbon neutrality in construction: a systematic review of nature-inspired solutions across the life cycle

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

🔬研究者:Provides a structured framework for classifying bioinspired construction strategies and their maturity levels, useful for future research in sustainable building materials and design.

🏢実務担当者:Offers practical insights on applying biomimicry to reduce carbon footprint in construction projects, especially in material selection and design phase.

🏛政策担当者:Highlights policy levers to promote bioinspired construction methods as part of national decarbonization strategies.

背景：気候変動への関心の高まりと炭素排出削減の緊急の必要性から、建設部門は革新的な持続可能性戦略を採用するよう促されている。生物着想（Bioinspiration）—自然の形態、プロセス、システムを設計モデルとして使用することと定義される—は、幅広い潜在的な応用可能性を提供する。この分野内では、生物統合（biointegration）、生物模倣（bioimitation）、生物利用（bioutilization）という3つの補完的なアプローチが区別される。既往研究では建設における低炭素慣行が調査されてきたが、生物着想戦略が異なるライフサイクル段階にわたってどのように適用されているかについての体系的な分析は限られている。本研究は、建設部門における生物着想を体系的に特定し分析することにより、このギャップに対処する。レビューはScopus、Web of Science、Engineering Villageを用いて実施され、独自の産業データベースによって補完された。方法論は構造化された手順に従った：キーワードの特定、包含・除外基準に対するスクリーニング、ライフサイクル段階とバイオミミクリーのスケールによる分類、および技術成熟度レベル（TRL）に応じた統合。結果は、材料・構成要素段階が最も高い適用頻度を示し、特に鉱化作用とバイオベース複合材料が顕著であり、次いで計画・設計段階では熱調整と再生フレームワークが優勢であることを示している。これらの戦略が持続可能性と再生目標に明示的に向けられている場合、それらはバイオミミクリーの例と見なすことができ、直接的なCO₂吸収、材料強度の低減、耐用年数の延長、エネルギー効率の向上を通じてカーボンニュートラルに貢献する。開発されたフレームワークは、貢献とその成熟度レベルのより明確な分類を可能にし、それにより文脈を超えた一般化可能性を向上させる。生物着想を部門の課題と整合させ、バイオミミクリーをその持続可能性目標と整合させることにより、本レビューはカーボンニュートラルな建築環境を目指す専門家、研究者、意思決定者にとって実践的価値のある洞察を提供する。グラフィカルアブストラクト

AI 翻訳（deepseek-v4-flash）。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

Abstract The growing concern about climate change and the urgent need to reduce carbon emissions have prompted the construction sector to adopt innovative sustainability strategies. Bioinspiration—defined as the use of natural forms, processes, and systems as design models—offers a wide range of potential applications. Within this discipline, three complementary approaches are distinguished: biointegration, bioimitation, and bioutilization. While prior research has investigated low-carbon practices in construction, there is limited systematic analysis of how bioinspired strategies are applied across different life-cycle phases. This study addresses that gap by systematically identifying and analyzing bioinspiration in the construction sector. A review was conducted using Scopus, Web of Science, and Engineering Village, complemented by a proprietary industrial database. The methodology followed a structured sequence: identification of keywords, screening against inclusion and exclusion criteria, classification by life-cycle phase and biomimicry scale, and synthesis according to technology readiness levels (TRLs). Results show that the materials and components phase exhibits the highest prevalence of applications, particularly mineralization and biobased composites, followed by planning and design, where thermal regulation and regenerative frameworks predominate. When these strategies are explicitly oriented toward sustainability and regenerative objectives, they can be considered examples of biomimicry, contributing to carbon neutrality through direct CO₂ uptake, reduced material intensity, extended service life, and enhanced energy efficiency. The framework developed enables a clearer classification of contributions and their maturity levels, thereby improving their generalizability across contexts. By aligning bioinspiration with the challenges of the sector, and biomimicry with its sustainability goals, this review provides insights of practical value for professionals, researchers, and decision-makers working toward carbon-neutral built environments. Graphical Abstract

• openalex https://doi.org/10.1007/s10098-026-03487-8first seen 2026-05-05 19:13:50 · last seen 2026-05-15 16:43:50