Według Uniwersytetu Stanowego Oregonu (OSU) badacze opracowali szybkowiążącą, przyjazną dla środowiska alternatywę dla betonu, która, jak mają nadzieję, pewnego dnia będzie mogła zostać wykorzystana do szybkiego drukowania domów i infrastruktury w 3D. Nowy materiał na bazie gliny opracowany przez Devina Roacha, Nicolasa Gonsalvesa i współpracowników ze stanu Oregon utwardza się podczas wytłaczania z drukarki dzięki spoiwowi na bazie akrylamidu, który podlega reakcji chemicznej zwanej polimeryzacją czołową. Materiał można zadrukować nawet w przypadku niepodpartych szczelin, takich jak górna krawędź otworu na drzwi lub okno.
„Zadrukowany materiał ma wytrzymałość 3 megapaskali, którą można budować natychmiast po wydrukowaniu, co umożliwia budowę wielowarstwowych ścian i wolnostojących zwisów, takich jak dachy” – powiedział Roach, adiunkt inżynierii mechanicznej w OSU College of Engineering. „Przekracza 17 megapaskali, czyli wytrzymałość wymaganą od betonu konstrukcyjnego do zastosowań mieszkaniowych, w zaledwie trzy dni, w porównaniu do 28 dni w przypadku tradycyjnego betonu na bazie cementu”.
Ponieważ nowy materiał składa się w dużej mierze z gleba nasycona włóknami konopi, piasek i biowęgiel – materia bogata w węgiel powstająca w wyniku ogrzewania zrębków drzewnych i innej biomasy organicznej w warunkach niskiej zawartości tlenu – ich ślad środowiskowy jest znacznie mniejszy niż w przypadku betonu. Spoiwo betonu, cement, powstaje w wyniku reakcji uwalniania węgla w piecach przemysłowych nagrzanych do temperatury ponad 1400 stopni Celsjusza, zazwyczaj przy wykorzystaniu energii wytwarzanej w wyniku spalania paliw kopalnych.
„Jestem niezwykle dumny z naszego innowacyjnego, transdyscyplinarnego zespołu, który opracował materiał, który może zmienić życie ludzi na wiele sposobów” – powiedział Roach. „Zwłaszcza przy częstotliwości niszczycielskie klęski żywiołowe musimy mieć możliwość szybkiego zbudowania schronów i innych konstrukcji – a możemy to zrobić przy użyciu materiału, który jest łatwo dostępny i wiąże się ze stosunkowo niewielką emisją gazów”.
Wspieranie badania, które było opublikowane w Advanced Composites and Hybrid Materials, to Departament Rolnictwa Stanów Zjednoczonych, Globalne Centrum Innowacji w zakresie Konopi przy Uniwersytecie Stanowym Oregon oraz Wyższa Szkoła Inżynierska.
„Obecnie nasze materiały kosztują więcej niż standardowy beton na bazie cementu, dlatego musimy obniżyć cenę” – powiedział Roach. „Zanim będzie można go zastosować, musimy również przejść standardowe testy Amerykańskiego Towarzystwa Badań i Materiałów i przygotować raport, który będą mogli sprawdzić i zatwierdzić profesjonalni inżynierowie, jeśli zaproponowane zostanie włączenie go do projektów budowlanych”.
