Die Umweltauswirkungen der Bauindustrie geben zunehmend Anlass zur Sorge. Manche
Forscher wandten sich dem Additiv zuHerstellung oder Aufbau von Strukturen Schicht für Schicht, oft mit einem 3D-Drucker. Dieser Fortschritt hat begonnen, den Bausektor im Hinblick auf die Abfallreduzierung zu verändern, aber die dabei verwendeten Materialien müssen auch umweltfreundlich sein.Sarbajit Banerjee, Ph.D., Hauptforscher des Projekts;
Zum Beispiel Bauprojekte mitBeton hat das Potenzial für eine schnelle und kostengünstige additive Fertigung von Gebäudestrukturen aufgezeigt. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur macht die Betonproduktion jedoch etwa 7% der Kohlendioxidemissionen aus.
Historisch gesehen wurden Menschen aus lokalen Materialien gebaut.wie Adobe, aber der Übergang zu Beton hat viele Umweltprobleme verursacht. Der Hauptgedanke der Wissenschaftler war es, die Uhr zurückzudrehen und einen Weg zu finden, Materialien "aus unseren Höfen" als möglichen Ersatz für Beton anzupassen, erklären die Forscher.
Der Vorteil der Verwendung von lokalem Boden inBeim Bau müssen keine Materialien hergestellt und zur Baustelle transportiert werden, was sowohl Kosten als auch Umweltschäden reduziert. Es wird auch gesagt, dass die bodenbasierte additive Fertigung eines Tages außerhalb der Erde verwendet werden könnte, um Siedlungen auf dem Mond oder sogar dem Mars zu schaffen.
Der Boden wird normalerweise nach Schichten klassifiziertMaterialien, die es enthält, von der obersten organischen Schicht, in der Pflanzen wachsen, bis zur harten Basis der Erdkruste. Unter der ursprünglichen organischen Schicht befindet sich Ton, der dem Boden den plastischen Charakter verleiht, den die Forscher in ihrem Projekt verwendet haben.
Die Forscher sammelten zunächst Bodenproben ausHinterhof seines Kollegen und Verarbeitung des Materials mit einem neuen umweltfreundlichen Additiv, so dass es sich verbindet und leicht durch einen 3D-Drucker extrudiert werden kann. Da die Böden je nach Standort sehr unterschiedlich sind, bestand ihr Ziel darin, einen chemischen „Werkzeugkasten“ zu haben, mit dem jede Art von Boden in ein bedruckbares Baumaterial umgewandelt werden kann.
Wissenschaftler haben eine Methode zum 3D-Drucken von Strukturen aus lokalem Boden entwickelt
Der nächste Schritt war, sicherzustellen, dass die Mischungwidersteht Beanspruchungen, was bedeutet, dass es das Gewicht der Schichten sowie anderer im Bauwesen verwendeter Materialien wie Verstärkung und Isolierung trägt. Um dies zu unterstützen, verstärkten die Forscher die Tonmischung, indem sie mikroskopische Schichten auf ihrer Oberfläche zippten, um eine Wasseraufnahme und -ausdehnung zu verhindern, die die gedruckte Struktur beeinträchtigen könnte. Mit dieser Methode haben Forscher gezeigt, dass das Material doppelt so viel Gewicht halten kann wie unmodifizierte Tonmischungen.
Dann plant das Wissenschaftlerteam, den Träger zu verbesserndie Fähigkeit des Bodens, seine Teststrukturen zu erweitern und dem Ersetzen von Beton so nahe wie möglich zu kommen. Darüber hinaus sammeln sie Daten, um zu verstehen, ob diese 3D-gedruckten Designs so umweltfreundlich sind, wie sie denken, insbesondere im Hinblick auf den CO2-Fußabdruck und das Recyclingpotential. Sobald sie ein besseres Verständnis der chemischen Zusammensetzung, Funktionalität und Konstruktionsmöglichkeiten unter Verwendung lokaler Böden haben, planen sie, die Verwendung dieser Technologie außerhalb unseres Planeten weiter zu erforschen.
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