Adiunkt inżynierii lądowej na Uniwersytecie Arkansas, Michelle Bernhardt-Barry, pracuje nad wykorzystaniem ziemi i drukarek 3D do budowy domów i dróg tam, gdzie beton nie jest łatwo dostępny.
Jeszcze w kwietniu Michelle Bernhardt-Barry, adiunkt inżynierii lądowej na University of Arkansas, otrzymała od National Science Foundation (NSF) grant Faculty Early Career Development Program w wysokości 500 tys. dolarów.
Pieniądze te otrzymała za swoje badania nad wykorzystaniem gleby i drukarek 3D do przenoszenia obciążeń i tworzenia konstrukcji. Ostatecznie celem Bernhardt-Barry jest wykorzystanie gleby lub piasku do budowy struktur i dróg na obszarach, które nie mają dostępu do betonu lub innych obecnych materiałów budowlanych.
Aby to zrobić, wykorzystuje technologię druku 3D binder jet, która wykorzystuje „klej” lub spoiwo do tworzenia części na podłożu z proszku gipsowego. Drukowała z proszkiem na bazie gipsu, aby stworzyć syntetyczne materiały podobne do piasku. Jednak jego minusem jest to, że nie jest wodoodporny.
Aby to przezwyciężyć, Bernhardt-Barry zamierza ubiegać się o kolejny grant na drukarkę 3D, która może pracować z piaskiem. Powodem wykorzystania technologii druku 3D jest możliwość drukowania struktur zwiększających wytrzymałość piasku, na przykład kształtów plastra miodu.
Planuje ona również opracować sposób wiązania materiałów bez stosowania kleju, ale za pomocą bakterii zamiast niego. Opcją, którą Bernhardt-Barry obecnie bada, jest mikrobiologiczne indukowane wytrącanie węglanu wapnia (MICP). Wcześniej, metoda ta była badana pod kątem samoleczenia pęknięć w betonie. Proces bakteryjny powoduje wytrącanie węglanu wapnia z gleby i może sprawić, że materiał ten będzie wytrzymały w budynkach.
Wydanie 500 tys. dolarów na druk 3D gleby
Ostatecznym celem Bernhardt-Barry jest możliwość drukowania 3D warstw gleby lub piasku przy użyciu jej własnej metody wiązania. Może to być MICP lub wykorzystanie biopolimerów lub betonu. Będzie ona również badać wykorzystanie ekstrudera do dozowania mieszaniny kleju i gleby w celu ich połączenia.
Jeśli Bernhardt-Barry uda się udoskonalić ten proces, ma nadzieję, że budowniczowie będą mogli zbierać glebę na miejscu i przepuszczać ją przez drukarkę 3D w celu wytworzenia materiału budowlanego. Co więcej, dodaje, że gleba jest lepsza dla środowiska niż beton.
Po upływie pięciu lat badacze przeprowadzą analizę cyklu życia. Pozwoli to określić trwałość materiału. Jeśli będzie to opłacalne, ma nadzieję, że uda się nawiązać współpracę z firmą, która wprowadzi produkt na rynek.
„Myślę, że sztuczka polega na rozgryzieniu części naukowej, kształtów i materiałów, tak aby było to opłacalne” – powiedziała Bernhardt-Barry. „To będzie większy kawałek. Możemy zbudować wszystko, ale musi to być opłacalne”.
Żródło: https://all3dp.com
