弗吉尼亞大學 3D 打印可種植植物的生物結構

弗吉尼亞大學的研究人員使用植入種子的土壤開發(fā)了 3D 打印墻。

“為什么我們必須讓它的結構或建筑與其所在的自然環(huán)境分開?”UVA 工程與應用科學學院材料科學與工程助理教授 Ji Ma 對此感到疑惑。馬云與弗吉尼亞大學環(huán)境科學系研究教授大衛(wèi)卡爾和弗吉尼亞大學建筑學院助理教授埃桑巴哈盧合作回答了這個問題。

他們證明了 3D 打印由土壤和種子制成的幾何復雜結構的可行性，引領了生物基建筑的重大創(chuàng)新。UVA 研究人員通過結合速度、成本效率以及低能量和生物基材料，使 3D 打印更進一步。

“我們轉向基于土壤的‘墨水’，以從循環(huán)增材制造中獲得額外的好處，”Ehsan Baharlou 說。“我們正在使用當?shù)氐耐寥篮椭参锱c水混合;我們唯一需要的電力是在打印過程中移動材料和運行泵。如果我們不需要印刷品或者印刷品質量不合格，我們可以在下一批油墨中回收和重復使用該材料。”

在弗吉尼亞大學的哈里森·格蘭特的幫助下，巴恩斯嘗試了土壤墨水。他試驗了兩種方法，使用桌面大小的 3D 打印機按順序層打印土壤和種子，以及在打印前混合種子和土壤。兩種方法都成功了。巴恩斯創(chuàng)造了一個汽水罐大小的圓柱形原型，類似于奇亞寵物。

Baharlou 提議用 3D 打印具有更復雜幾何形狀的土壤結構，例如圓頂。研究團隊包括將于 2021 年畢業(yè)并獲得建筑學學士學位的 Leah Kirssin 和將于同年畢業(yè)并獲得景觀建筑學碩士學位的 Lizzie Needham，他們測試了材料是如何從打印機頭或噴嘴中出來的，一種稱為擠壓的過程，不向土壤混合物中添加任何添加劑。這些協(xié)作努力表明，3D 打印的土壤結構可以支持植物生長，但它們很可能是有限的。