來自加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）的工程師獲得了美國國家科學(xué)基金會（NSF）提供的150萬美元贈款，用于開發(fā)環(huán)保型3D可印刷混凝土。作為世界上最受歡迎的建筑材料，開發(fā)一種更具可持續(xù)性的混凝土替代品，并應(yīng)用于采用新技術(shù)驅(qū)動的方法，可以大大減少其碳排放。

“這項撥款使我們能夠利用人工智能和機器學(xué)習(xí)的最新發(fā)展來設(shè)計更具可持續(xù)性的產(chǎn)品。”加州大學(xué)洛杉磯分校Samueli工程學(xué)院計算材料科學(xué)家兼土木與環(huán)境工程助理教授Mathieu Bauchy評論道。“我們的目標是建設(shè)一個保守的，以實踐為基礎(chǔ)的工業(yè) 進化到21世紀的知識和數(shù)據(jù)密集型產(chǎn)業(yè)。”


 3D打印混凝土的原型樣品。立方體的體積約為1平方英寸
   3D打印混凝土的原型樣品。立方體的體積約為1平方英寸。圖片：加州大學(xué)洛杉磯分校



具體的解決方案

根據(jù)該補助金的主要研究員Bauchy教授的說法，目前制造水泥的過程約占全球人為碳排放量的8％。作為NSF改革和設(shè)計我們的未來計劃的設(shè)計材料的一部分，該贈款將使得能夠開發(fā)一種替代方法，將這種污染減少約60％。加州大學(xué)洛杉磯分校的團隊將首先了解和控制水泥漿的流動方式，以及如何使其適合3D打印。然后將探索最大化摻入水泥中的二氧化碳量的過程。在第三步也是最后一步，機器學(xué)習(xí)將用于尋找具有高承載能力的輕質(zhì)3D打印結(jié)構(gòu)。

其他改善混凝土碳足跡的努力包括美國陸軍工程兵團（USACE）的一個項目。這種獲得專利的混凝土成分有助于限制由于材料在機械中堵塞而導(dǎo)致的混凝土浪費。賓夕法尼亞州立大學(xué)（PSU）最近還獲得75,000美元用于開發(fā)其3D打印混凝土系統(tǒng)。憑借他們在美國宇航局3D打印火星棲息地挑戰(zhàn)賽中的經(jīng)驗，PSU團隊還在設(shè)計高性能，可持續(xù)的混凝土，使用新的水泥基混合物與六軸機器人增材制造機器配合使用。