中評社北京9月6日電／據新華社報導，美國科研人員從“活化石”腔棘魚的鱗片結構中得到啟發，開發出一項混凝土3D打印工藝，製造出不易開裂的大尺寸混凝土構件。測試表明其抗裂性能比傳統的澆築混凝土高出63%。
美國普林斯頓大學的研究團隊說，新工藝利用機器人精確控制原料沉積方式和速度，模仿腔棘魚鱗片的雙布利岡結構，使混凝土強度提升，即使出現裂縫也不易擴大。論文發表在新一期英國《自然·通訊》雜誌上。
布利岡結構廣泛存在於魚鱗、蝦殼中，使材料具有良好的力學性能，其特點是纖維排列成層，層層堆叠，每層都與鄰層錯開固定角度。自然界中常見的布利岡結構以單層為堆叠單元，腔棘魚等少數生物中存在一個雙層堆叠的變種，每個單元中兩層的纖維排列方向互相垂直，稱為雙布利岡結構。
混凝土的抗拉強度遠小於抗壓強度，在外力、溫度和濕度變化等因素影響下容易開裂。新工藝用機器人控制噴頭噴出混凝土材料束，按雙布利岡結構連續沉積，並嚴格監控溫度和壓力，防止材料在硬化過程中變形。研究人員認為，該結構可能使材料內部的裂面相互交錯，裂縫不易延伸和擴散，從多個方面提高了強度。
3D打印又稱增材製造，是一項將數字模型文件轉化為實物的製造技術，混凝土3D打印具有施工快、靈活性高、節約材料等優點。腔棘魚曾被認為與恐龍同時代滅絕，後來發現仍有存活，並且保持著古老的形態，被稱為“活化石”。 |
