Этот метод позволяет печатать здания с нуля – в буквальном смысле. И его можно использовать даже на других планетах!
Сегодня для создания большинства строительных материалов требуется интенсивная обработка. Это делает их относительно дорогими и весьма опасными с точки зрения окружающей среды. Но новый метод может сделать здания очень дешевыми, если они будут строиться из локальных материалов.
В процессе строительства 3D-принтер создает несущую конструкцию из почвы (это часть здания, которая поддерживает ее), а последние штрихи должны быть выполнены из другого местного материала.
«Воздействие строительной отрасли на окружающую среду вызывает растущее беспокойство, – говорит Сарбаджит Банерджи, доктор философии, главный исследователь проекта. «Некоторые исследователи обратились к аддитивному производству или построению структур слой за слоем, что часто делается с помощью 3D-принтера. Этот прогресс начал преобразовывать этот сектор с точки зрения сокращения отходов, но материалы, используемые в процессе, также должны быть экологичными».
Сегодня бетон является наиболее широко используемым строительным материалом, но он оказывает сильное воздействие на окружающую среду и требует много энергии и специализированных установок для производства. Команда отмечает, что на производство бетона приходится около 7% мировых выбросов CO2.
Таким образом, использование любых местных грунтов для строительства поможет снизить нагрузку, как на окружающую среду, так и на наши сберегательные счета. Этот метод использовался на протяжении огромной части истории человечества, но сочетание современных технологий с этим древним методом может помочь поднять его на новый уровень.
«Наша мысль заключалась в том, чтобы повернуть время вспять и найти способ адаптировать материалы с наших собственных дворов в качестве потенциальной замены бетону», – говорит Ааюши Баджпаи, соавтор исследования.
В процессе используется почва в качестве «чернил» в 3D-принтере (так называемое «аддитивное производство») для создания каркаса здания. Банерджи и Баджпаи также говорят, что однажды этот процесс можно будет использовать для создания поселений на Луне или даже на Марсе.
Команда начала работать с образцами почвы, собранными на одном из их задних дворов, и разработала связующее, которое удерживало бы их вместе, но при этом сохраняло бы достаточно текучесть, чтобы пройти через принтер. Почвы далеко не однородны, и их состав может сильно различаться от места к месту. Из-за этого связующее (или «добавка») описывается как химический «инструментарий», предназначенный для взаимодействия с почвами любого химического состава.
Команда сначала проверила свой подход, построив небольшие тестовые конструкции в форме кубов размером два дюйма с каждой стороны. Затем они проверили, может ли материал выдержать вес без разрушения – на этом этапе они «закрепили» почвенную смесь микроскопическими слоями на поверхности конструкции, чтобы она не впитывала воду и не расширялась. Используя этот метод, материал мог выдерживать вдвое большую нагрузку, чем материал без закрепления, и считался достаточно упругим. Команда все еще работает над улучшением прочности смеси, планируя максимально приблизить ее к бетону.
Исследователи представили свои результаты сегодня на виртуальном собрании и выставке Американского химического общества (ACS) 2020 года.
Читайте также:
Обзорное исследование, опубликованный в журнале Aesthetic Surgery Journal в 2016, проливает свет на связь между… Читать далее
Существуют определенные генетические мутации, которые могут вызывать слепоту и передаваться от родителей к детям. Например,… Читать далее
От икоты до зубов мудрости - эволюция человека оставила после себя некоторые вопиющие, но врожденные… Читать далее
Чтобы отличить науку от псевдонауки, основатель Общества скептиков Майкл Шермер предлагает 10 вопросов, которые нужно… Читать далее
Вопреки сложившемуся мнению, мирного перехода власти от охотников-собирателей к земледельцам в Европе не было. Новый… Читать далее
Синдром Котара - психопатологическое расстройство, которое еще называют нигилистическим бредом или синдромом "ходячего мертвеца". Человек… Читать далее