若將今年全球預期生產的水泥以某種方式傾注到美國紐約的曼哈頓島上，這34億噸的水泥會凝固成一個約14米高的龐然巨石。考慮到像中國和印度這樣的發展中國家的建筑業正在急速發展，如果將明年全年的水泥傾注凝固，這個石塊會更大。水泥是人類文明發展中一種至關重要的原材料，可以將有2000年歷史的羅馬萬神廟文物和現代摩天大樓及高速公路維系起來。

然而它對地球的氣候來說卻是不幸的。如今這種材料最廣泛的使用形式波特蘭水泥是在大窯爐中焙燒石灰石和粘土形成的，每生成1噸波特蘭水泥，就會有近1噸二氧化碳排放到空氣中。在人為排放的溫室氣體中，大約有5%來自于波特蘭水泥的生產。

更糟糕的是，研究人員在尋找方法以減少溫室氣體排放時發現，水泥不僅是大批量使用的一種司空見慣的商品，更是材料科學中一種有著最復雜結構的物質。從它的結構組成到其與水混合發生反應并在模具中成形的過程，“科學家還不能對有些關于水泥最基本的問題進行解答”，美國麻省理工學院(MIT)混凝土可持續發展中心(CSHub)主任Hamlin Jennings說。

“水和水泥粉末接觸發生反應的細節是具有爭議性的。”美國國家標準與技術研究所的水泥專家Kenneth Snyder說，“關于這個問題的爭論，簡直像是宗教戰爭。”

盡管如此，碳稅以及總量限制和排放交易市場的前景使全世界的水泥生產商開始采用綠色或可持續發展的水泥項目。它們的措施包括支持基礎研究來推動國際建筑規范改革，一旦成功，最終將會使水泥行業的二氧化碳足跡減少一半。

CSHub是該領域全球最大的學術研究中心之一。它于2009年建立，5年來行業贊助商資助了1000萬美元。目前，CSHub由12名主要調查員組成，他們對水泥進行研究從其不同結構的功能到其量子機械性能。Jennings說，這并不容易，因為在分子層面分析水泥的各種反應是很難的。