Този 3D-отпечатан хидрогел материал може да се използва за изграждане на домове един ден

Устойчивият биоматериал вече може да се прилага като система за облицовка на по-малки компоненти в сгради.

Учените успешно тестваха базиран на наноцелулоза биоматериал за по-екологична архитектура.

Изследователи от Технологичния университет Чалмърс и Научния център Ууд Валенберг в Швеция отпечатаха 3D хидрогелен материал, направен от наноцелулоза, вещество, получено от целулозни влакна, открити в растенията.

Технологията за 3D печат на наноцелулоза се използва в много по-малък мащаб, най-вече в биомедицината поради биосъвместимостта и влажността на материала. Но преди това не е бил използван като архитектурен материал, според изследователския екип.

„Това е първият опит за 3D печат в по-голям мащаб и за архитектурни приложения. Материалът е бил 3D отпечатан преди като много малки обекти, в рамките на изследванията на биомедицинската индустрия. Но това е първият път, когато го прилагаме в архитектурата“, каза Малгожата А. Збоинска, доцент в Технологичния университет Чалмърс, пред Euronews Next.

Според изследователя наноцелулозата образува много лек материал, когато е 3D отпечатан и след това изсушен. Това означава, че всички видове леки материали за пълнеж, които виждаме в сградите днес, като паравани за прозорци, слънчеви засенчващи щори, системи за акустични панели и части от разделители на помещения, могат да бъдат заменени.

„Има широка гама потенциални приложения,” каза Zboinska.

Екипът започна с прототипи, малки като кибритена кутийка, и ги увеличи до сегашния размер на хартия A4. Вече може да се прилага като система за облицовка на по-малки компоненти в сгради.

„Така че можете да сглобите няколко части заедно, например, за да ги използвате като облицовка на стени или вместо може би тапети или други материали, които ние имат в сградите. Но, разбира се, има потенциал да се разшири още повече, за да има по-големи парчета, които могат да покрият цели стени“, каза Збоинска.

За да произведе материал за 3D печат, изследователският екип добави базиран на водорасли материал материал, наречен алгинат, който прави наноцелулозния материал по-гъвкав при изсушаване.

Работата с хидрогел изисква щателно калибриране, тъй като има както плюсове, така и минуси.

„Хидрогелът има свойство, което прави не тече, когато се отпечатва 3D, така че не се втечнява, остава във формата си точно каквато искаме да бъде,” каза Збоинска.

„От друга страна, тъй като е хидрогел, съдържа много вода. Така че има предизвикателства, свързани със сушенето на материала, където се сблъскваме със свиване и някои деформации в материала. Но това също може да бъде смекчено, ако проектираме пътищата за 3D отпечатване по добър начин.“

По-екологичните строителни материали са от решаващо значение за устойчивия преход

Строителният сектор е отговорен за над 35 процента от общото генериране на отпадъци в ЕС, според и експертите казват, че по-екологичните строителни материали са от решаващо значение за преход към устойчиво бъдеще в съответствие с .

Изследователският екип казва, че наноцелулозата, използвана в това проучване, може лесно да бъде намерена в горското стопанство, фабриките за хартия и селското стопанство, като например остатъци от слама.

„Вместо да превръщаме тези продукти в отпадъци, ние се опитваме да използваме материала, за да създадем нови материали. И съдържа само тези много малки целулозни влакна, смесени с вода,” каза Zboinska.

Технологията също така е много енергийно ефективна благодарение на свойствата на наноцелулозния хидрогел за изтъняване при срязване.

Това означава, че наноцелулозният хидрогел се втечнява при прилагане на натиск, което му позволява да бъде отпечатан 3D, но когато налягането се отнеме, той запазва формата си.

„Всъщност не използваме топлина. Ние печатаме 3D при стайна температура, което е много важно, ако обмисляме как се произвежда материалът. Методът на производство също е устойчив“, каза Збоинска.

Технологията все още не е готова за изграждане на екстериорни материали и изследователският екип ще продължи да се фокусира върху вътрешни приложения.

Екипът се надява изследвания като това могат да предложат фундаментални знания на дизайнери и инженери, така че „нашите сгради са много по-устойчиви и екологични“ в бъдеще.

„Планът е да продължим да работим с мащабируемостта на материала и вероятно също да подготвим мащабен прототип…Надяваме се да получим възможно най-широк набор от приложения,” каза Zboinska.

За повече информация относно тази история, гледайте видеото в медийния плейър по-горе .

Видео редактор • Roselyne Min

Последвайте ни в