研究人員使用3D打印土壤混合物材料開發(fā)生物建筑，為未來房屋帶來新理念

2022年8月22日，南極熊獲悉，弗吉尼亞大學(xué)的一個(gè)研究小組，開發(fā)了一種獨(dú)特的生物建筑技術(shù)，可能會(huì)改變現(xiàn)階段人們，對(duì)未來環(huán)保建筑的可持續(xù)理念。

△使用3D打印土壤構(gòu)建建筑物，并成功種植植物

該團(tuán)隊(duì)表示，通過一系列由土壤和種子組成的3D打印技術(shù)，比如，開發(fā)一種建筑用3D打印新材料，它們將建筑結(jié)構(gòu)制成任意幾何形狀，同時(shí)賦予建筑物自身生長植物的能力。將植入與建筑完美的融合在一起。目前隨著實(shí)驗(yàn)進(jìn)展，將研究如何擴(kuò)大規(guī)模，這種該技術(shù)可成為未來住宅的基石。

為了進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，該大學(xué)工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的助理教授Ji Ma，與環(huán)境科學(xué)系的研究教授David Carr和建筑學(xué)院的助理教授Ehsan Baharlou，以及他的學(xué)生Spencer Barnes聯(lián)合研究。

弗吉尼亞大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，它們?yōu)槲磥斫ㄖ�行業(yè)新理念做出了貢獻(xiàn)。通過創(chuàng)新的3D打印技術(shù)，將來可滿足全球?qū)Ω�便宜的住房、綠色建筑和滿足日益增長的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系需求。

△該項(xiàng)目已發(fā)表在期刊《快速制造》上，該研究的重點(diǎn)是將自然和建筑進(jìn)行物理融合，作為向更可持續(xù)的建筑實(shí)踐邁出的一步（點(diǎn)我傳送門獲取更多信息）

探索可持續(xù)增材制造技術(shù)
我們轉(zhuǎn)向研發(fā)基于土壤的3D打印材料，以便從循環(huán)增材制造中獲得額外的好處，Ehsan Baharlou解釋說：“我們使用當(dāng)?shù)氐耐寥篮椭参锱c水混合，我們需要的唯一電力僅在打印過程中使用一些。當(dāng)我們不需要再打印建筑物時(shí)，或者它的質(zhì)量不合適，我們可以通過回收，并在一次的工作中重新使用這些材料。”

在對(duì)土壤混合物進(jìn)行了幾輪測試后，這些結(jié)構(gòu)能夠種植某一些植物，但目前還不是全部。Ji Ma指出：“通常，3D打印的土壤水分流失往往會(huì)很快，同時(shí)，會(huì)使植物周圍的環(huán)境更干燥，因此，我們必須把喜歡干燥氣候的植物納入土壤中，我們之所以會(huì)這樣認(rèn)為是因?yàn)橥寥辣粔簩?shí)了。當(dāng)土壤通過噴嘴被擠壓時(shí)，氣泡被推出來，當(dāng)土壤失去氣泡時(shí)，它會(huì)緊緊地抓住水分�！�

△Ehsan Baharlou正測試基于土壤的3D打印材料

推動(dòng)減少碳排放
Ma說：“這項(xiàng)技術(shù)最直接的應(yīng)用可能不是在建筑中，而是在景觀建筑中。土壤的打印方式和供水量，可以有效模擬世界各地不同的氣候條件。你可能有能力在同一個(gè)地方種植通常適應(yīng)不同環(huán)境的不同物種。如果你愿意的話，景觀設(shè)計(jì)師有可能創(chuàng)造不同植物物種的動(dòng)物園�！�

最終，這里的目標(biāo)是通過采用當(dāng)?shù)夭少彽纳�物材料，來推�?dòng)減少建筑物碳足跡的做法。這意味著，3D打印可替代不可回收、不可重復(fù)使用和傳統(tǒng)資源。因此，生物建筑為建筑和工程領(lǐng)域的低成本、低能源和氣候友好型替代品打開了大門。