2024年11月1日，據(jù)資源庫(kù)了解，弗吉尼亞大學(xué)（UVA）的研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出一種新型的可持續(xù)3D打印水泥復(fù)合材料，該材料通過(guò)將石墨烯與石灰石煅燒粘土（LC2）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度和環(huán)保性能的雙重提升。研究成果發(fā)表在《建筑工程雜志》上，顯示出這一材料在應(yīng)對(duì)現(xiàn)代建筑挑戰(zhàn)中的廣闊應(yīng)用前景。

該圖顯示了用于膜的石墨烯層，圖片來(lái)自曼徹斯特大學(xué)。

該項(xiàng)目由弗吉尼亞大學(xué)土木與環(huán)境工程系的Osman Ozbulut教授主導(dǎo)，利用表面活性劑輔助的超聲分散法將GNP均勻分布在LC2混合物中，從而確保石墨烯在材料中的高效分散性。研究表明，少量添加石墨烯納米片（GNP）就能顯著改善3D打印結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)大幅減少混凝土生產(chǎn)的環(huán)境影響。

實(shí)驗(yàn)包括使用紫外-可見(jiàn)光譜和動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)對(duì)分散質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)材料的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，盡管GNP的添加量?jī)H占總重量的0.05%，卻使抗壓強(qiáng)度提高了23%，大幅提升了材料的打印性能，特別是在屈服強(qiáng)度和儲(chǔ)能模量方面，顯著提高了其適用于擠出成型的性能。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了生命周期評(píng)估（LCA），深入評(píng)估了將石墨烯引入LC2混合物對(duì)環(huán)境的影響。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)的3D打印水泥基混合物相比，添加GNP可以減少約31%的溫室氣體排放。研究人員認(rèn)為，這種石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料在交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域尤其具有應(yīng)用前景，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)性能與環(huán)保目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合。

3D打印的Versarien月球艙，照片來(lái)自：Versarien

與此同時(shí)，英國(guó)的Versarien公司也在與建筑巨頭Balfour Beatty合作開(kāi)發(fā)一種低碳3D打印砂漿，以提升土木工程的可持續(xù)性與施工效率。該項(xiàng)目為期12個(gè)月，目標(biāo)是生產(chǎn)石墨烯增強(qiáng)型砂漿，旨在降低碳排放，并滿(mǎn)足土木工程的結(jié)構(gòu)要求。

近年來(lái)，建筑業(yè)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注持續(xù)高漲，并催生了諸多綠色環(huán)保的建筑創(chuàng)新方案。例如，上月Mighty Buildings公司宣布與霍尼韋爾合作，通過(guò)使用霍尼韋爾的Solstice液體發(fā)泡劑（LBA）提升3D打印房屋的隔熱性能。與此同時(shí)，西班牙加泰羅尼亞高級(jí)建筑學(xué)院（IAAC）的研究人員使用Crane WASP 3D打印機(jī)，建造了一座占地100平方米的低碳建筑原型，作為巴塞羅那“3D打印地球森林”TOVA項(xiàng)目的一部分。

這些創(chuàng)新探索表明，隨著技術(shù)進(jìn)步與環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，3D打印建筑行業(yè)正朝著更綠色、更可持續(xù)的方向邁進(jìn)，為未來(lái)的建筑發(fā)展提供了全新的解決方案。

2024年11月1日，據(jù)資源庫(kù)了解，弗吉尼亞大學(xué)（UVA）的研究團(tuán)隊(duì)成功開(kāi)發(fā)出一種新型的可持續(xù)3D打印水泥復(fù)合材料，該材料通過(guò)將石墨烯與石灰石煅燒粘土（LC2）結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)度和環(huán)保性能的雙重提升。研究成果發(fā)表在《建筑工程雜志》上，顯示出這一材料在應(yīng)對(duì)現(xiàn)代建筑挑戰(zhàn)中的廣闊應(yīng)用前景。

該圖顯示了用于膜的石墨烯層，圖片來(lái)自曼徹斯特大學(xué)。

該項(xiàng)目由弗吉尼亞大學(xué)土木與環(huán)境工程系的Osman Ozbulut教授主導(dǎo)，利用表面活性劑輔助的超聲分散法將GNP均勻分布在LC2混合物中，從而確保石墨烯在材料中的高效分散性。研究表明，少量添加石墨烯納米片（GNP）就能顯著改善3D打印結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，同時(shí)大幅減少混凝土生產(chǎn)的環(huán)境影響。

實(shí)驗(yàn)包括使用紫外-可見(jiàn)光譜和動(dòng)態(tài)光散射技術(shù)對(duì)分散質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)材料的抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明，盡管GNP的添加量?jī)H占總重量的0.05%，卻使抗壓強(qiáng)度提高了23%，大幅提升了材料的打印性能，特別是在屈服強(qiáng)度和儲(chǔ)能模量方面，顯著提高了其適用于擠出成型的性能。

此外，研究團(tuán)隊(duì)還進(jìn)行了生命周期評(píng)估（LCA），深入評(píng)估了將石墨烯引入LC2混合物對(duì)環(huán)境的影響。結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)的3D打印水泥基混合物相比，添加GNP可以減少約31%的溫室氣體排放。研究人員認(rèn)為，這種石墨烯增強(qiáng)復(fù)合材料在交通基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域尤其具有應(yīng)用前景，能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)性能與環(huán)保目標(biāo)的有機(jī)結(jié)合。

3D打印的Versarien月球艙，照片來(lái)自：Versarien

與此同時(shí)，英國(guó)的Versarien公司也在與建筑巨頭Balfour Beatty合作開(kāi)發(fā)一種低碳3D打印砂漿，以提升土木工程的可持續(xù)性與施工效率。該項(xiàng)目為期12個(gè)月，目標(biāo)是生產(chǎn)石墨烯增強(qiáng)型砂漿，旨在降低碳排放，并滿(mǎn)足土木工程的結(jié)構(gòu)要求。

近年來(lái)，建筑業(yè)對(duì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)注持續(xù)高漲，并催生了諸多綠色環(huán)保的建筑創(chuàng)新方案。例如，上月Mighty Buildings公司宣布與霍尼韋爾合作，通過(guò)使用霍尼韋爾的Solstice液體發(fā)泡劑（LBA）提升3D打印房屋的隔熱性能。與此同時(shí)，西班牙加泰羅尼亞高級(jí)建筑學(xué)院（IAAC）的研究人員使用Crane WASP 3D打印機(jī)，建造了一座占地100平方米的低碳建筑原型，作為巴塞羅那“3D打印地球森林”TOVA項(xiàng)目的一部分。

這些創(chuàng)新探索表明，隨著技術(shù)進(jìn)步與環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，3D打印建筑行業(yè)正朝著更綠色、更可持續(xù)的方向邁進(jìn)，為未來(lái)的建筑發(fā)展提供了全新的解決方案。