美国化学学会 科学家开发了一种利用当地土壤打印三维结构的方法
信用:阿尤士八收款人 建筑业目前面临两大挑战:对可持续基础设施的需求和修复日益恶化的建筑物、桥梁和道路的需要
虽然混凝土是许多建筑项目的首选材料，但它具有很大的碳足迹，导致很高的浪费和能源支出
今天，研究人员报告了一种由当地土壤制成的可持续建筑材料的进展，使用三维打印机来创建承重结构
研究人员今天将在美国化学学会2020年秋季虚拟会议暨博览会上展示他们的结果
“建筑业对环境的影响是一个越来越令人担忧的问题，”萨巴杰·班纳吉博士说
D
，该项目的首席研究员
“一些研究人员已经转向添加剂制造，或一层一层地建造结构，这通常是用三维打印机完成的
这一进步已经开始在减少废物方面改变这一部门，但在这一过程中使用的材料也需要是可持续的
" 例如，使用挤压混凝土层的建筑项目突出了添加剂制造在快速和廉价建筑结构中的潜力
然而，根据国际能源署的数据，混凝土制造造成了约7%的二氧化碳排放，并且无法回收
德克萨斯A&M大学班纳吉实验室的研究生阿尤希·巴吉埃说:“历史上，人们过去常常用土坯等当地材料建造房屋，但混凝土的发展引发了许多环境问题。”
她正在会上介绍这项工作
“我们的想法是让时光倒流，找到一种方法来改造我们自家后院的材料，作为混凝土的潜在替代品
" 在建筑中使用当地土壤的一个优点是，这些材料不需要制造和运输到建筑工地，从而降低了成本和环境破坏
班纳吉和巴吉纳还说，用土壤制造添加剂有朝一日可以在地球以外的地方使用，在月球甚至火星上建立定居点
土壤通常按照它所包含的物质层来分类，从植物生长的顶层有机层开始，到地壳的坚硬基岩结束
在最初的有机层下面是粘土，它赋予土壤可塑、可塑的特性，研究人员在他们的项目中利用了这一特性
研究人员首先从一个同事的后院收集土壤样本，并用一种新的环保添加剂对材料进行剪裁，使其能够粘合在一起，并易于通过三维打印机挤出
因为土壤因位置不同而差异很大，他们的目标是有一个化学“工具箱”，可以将任何类型的土壤转化为可印刷的建筑材料
从那里，巴吉内人建造了小规模的测试结构，每边两英寸的立方体，以观察材料挤压成堆叠层时的表现
下一步是确保混合物是承重的，这意味着它不仅能承受各层的重量，还能承受建筑中使用的其他材料，如钢筋和保温材料
为了帮助解决这个问题，研究人员通过“拉上”粘土表面的微观层来加强粘土混合物，以防止它吸水和膨胀，这会损害印刷结构
通过这种方法，研究人员表明这种材料的重量是未改性粘土混合物的两倍
接下来，该团队计划提高土壤的承重能力，以扩大他们的测试结构，并尽可能接近混凝土的替代品
此外，他们正在收集数据，看看这些三维印刷结构是否像他们想象的那样环保，尤其是在碳足迹和回收潜力方面
一旦他们对用当地土壤建造的化学、功能和可行性有了更好的了解，他们计划进一步探索如何在我们的星球之外使用这项技术
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