弗吉尼亚大学 3D 打印可种植植物的生物结构

弗吉尼亚大学的研究人员使用植入种子的土壤开发了 3D 打印墙。

“为什么我们必须让它的结构或建筑与其所在的自然环境分开?”UVA 工程与应用科学学院材料科学与工程助理教授 Ji Ma 对此感到疑惑。马云与弗吉尼亚大学环境科学系研究教授大卫卡尔和弗吉尼亚大学建筑学院助理教授埃桑巴哈卢合作回答了这个问题。

他们证明了 3D 打印由土壤和种子制成的几何复杂结构的可行性，引领了生物基建筑的重大创新。UVA 研究人员通过结合速度、成本效率以及低能量和生物基材料，使 3D 打印更进一步。

“我们转向基于土壤的‘墨水’，以从循环增材制造中获得额外的好处，”Ehsan Baharlou 说。“我们正在使用当地的土壤和植物与水混合;我们唯一需要的电力是在打印过程中移动材料和运行泵。如果我们不需要印刷品或者印刷品质量不合格，我们可以在下一批油墨中回收和重复使用该材料。”

在弗吉尼亚大学的哈里森·格兰特的帮助下，巴恩斯尝试了土壤墨水。他试验了两种方法，使用桌面大小的 3D 打印机按顺序层打印土壤和种子，以及在打印前混合种子和土壤。两种方法都成功了。巴恩斯创造了一个汽水罐大小的圆柱形原型，类似于奇亚宠物。

Baharlou 提议用 3D 打印具有更复杂几何形状的土壤结构，例如圆顶。研究团队包括将于 2021 年毕业并获得建筑学学士学位的 Leah Kirssin 和将于同年毕业并获得景观建筑学硕士学位的 Lizzie Needham，他们测试了材料是如何从打印机头或喷嘴中出来的，一种称为挤压的过程，不向土壤混合物中添加任何添加剂。这些协作努力表明，3D 打印的土壤结构可以支持植物生长，但它们很可能是有限的。