Tatheer Zahra博士的灵感来自跑鞋和记忆泡沫枕头中使用的一种材料，他设计了一种3D打印产品，这种产品可以帮助保护建筑物免受碰撞损坏和其他高冲击力，相当于汽车以60公里/小时的速度行驶。QUT:跑鞋和记忆泡沫枕头中使用的一种材料激发了一种3D打印产品的设计，这种产品可以帮助保护建筑物免受碰撞损坏和其他高冲击力， 相当于一辆以60公里/小时的速度行驶的汽车。发表在《智能材料与结构》杂志上，来自QUT材料科学中心和QUT土木与环境工程学院的Tatheer Zahra博士使用现成的生物塑料来三维打印模拟拉胀材料行为的几何形状。
“拉胀材料不是在拉伸时变平，或者在压缩时膨胀，而是同时向各个方向膨胀或收缩，这使得它们具有很高的能量吸收能力和抗负荷能力，”扎拉博士说。
“但是现有的商业拉胀材料价格昂贵，而且当地没有，所以我设计了几何形状来达到同样的效果。”
扎拉博士说，三维打印的拉胀几何形状可能会取代复合材料中的钢和纤维增强聚合物网格增强材料，也可以用作灵活且广泛适用的保护墙渲染。
她表示，这种能量吸收相当于一面20毫米厚的加固复合防护墙，覆盖在一面完整的建筑墙上，有可能承受时速60公里的汽车的冲击力。
180克的拉胀几何形状可以抵抗25kN的力(大约。2500千克)通过在所有方向收缩来吸收大约260焦耳的能量，而在释放时不会显示出损坏或形状变化。如果按比例放大，这些几何图形可能有助于保护建筑物和其他结构免受碰撞影响。信用:QUT“在规模上，嵌入这些几何形状的复合材料理论上可以抵抗由气体爆炸、地震和风力以及汽车碰撞引起的高冲击或冲击能量。”
“在澳大利亚，估计每年有2000起车祸。直接建筑损坏成本为2.5%，房屋损坏费用约为每年3865万美元。”
“由于车辆还会撞上公寓、办公楼、餐馆和便利店，这种建筑损坏成本可能会更高。”
"失去生命将是最高的代价。"
扎拉博士说，保护砖石墙特别重要，因为它是大多数商业和住宅建筑的重要组成部分。
“砖石是一种非常便宜的材料，对噪音、热量有弹性，与木材或钢材相比，具有更好的防火性能，但其灰缝削弱了整体结构强度。”
Credit: QUT“如果将生长几何形状嵌入砂浆中以制造保护性复合材料，它们也将免受微生物和60℃以上温度的影响，并应持续结构的设计寿命，”她说。
经过实验室规模的验证，扎拉博士现在的目标是在QUT班约试验工厂测试全尺寸砖石和混凝土结构的设计。
扎拉博士说:“这些设计将是通过添加剂制造实现商业化的良好前景，因为生产过程灵活，材料容易获得。
“三维打印还将允许我们改变材料、尺寸或几何形状的设计，以适应不同的结构和负载要求。”
Zahra博士说，生物塑料提供了一种比纤维增强塑料或其他不可生物降解聚合物更可持续的低碳排放替代品。
她说，这也比使用现有的拉胀织物更具成本效益，拉胀织物的价格可能高达每平方米400美元，而且不可生物降解。
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