یک تیم تحقیقات بین‌المللی موفق به ساخت بتن نانویی شدند که قابلیت چاپ سه‌بعدی دارد. این بتن دی‌اکسیدکربن کمتری تولید کرده و استحکام بالاتری نسبت به محصولات رایج دارد.
ساخت بتن نانویی که قابلیت چاپ سه‌بعدی دارد
محققان دانشگاه ویرجینیا، شورای تحقیقات حمل و نقل ویرجینیا و دانشگاه فنی استانبول در ترکیه یک کامپوزیت سیمانی پایدار و قابل چاپ ارائه کردند. در این ماده جدید، گرافن با سنگ آهک و سیمان رسی کلسینه (LC2) ترکیب می‌شود که استحکام و دوام بیشتری را ارائه می‌کند و در عین حال انتشار کربن را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.
عثمان اوزبولوت، استاد گروه مهندسی عمران و محیط‌زیست دانشگاه ویرجینیا می‌گوید: «هدف ما طراحی بتنی قابل چاپ بود که عملکرد بهتری داشته باشد و سازگار با محیط‌زیست باشد. افزودن گرافن به سیمان رسی کلسینه فرصتی منحصربه‌فرد برای کاهش انتشار کربن و در عین حال حفظ استحکام و انعطاف‌پذیری مورد نیاز برای ساخت‌وساز با کمک چاپ سه‌بعدی فراهم می‌کند.»
این مطالعه که ویژگی‌های جریان، عملکرد مکانیکی و اثرات محیط‌زیستی این ماده را بررسی می‌کند، توسط توگبا بایتک و توفیق گده از دانشگاه ویرجینیا، هدایت شد. این گروه، گرافن را به سیمان رسی کلسینه اضافه کردند و عملکرد آن را برای کاربردهای چاپ سه‌بعدی به طور قابل توجهی بهبود بخشیدند.
یکی از جنبه‌های کلیدی این تحقیق، ارزیابی چرخه زندگی بتن بود که توسط ژانگفان جیانگ، محقق فوق دکتری دپارتمان مهندسی عمران و محیط‌زیست، با همکاری لیزا کولوسی پترسون، استاد مهندسی محیط‌زیست در دانشگاه ویرجینیا انجام شد. نتایج نشان داد که این بتن تقویت‌شده با گرافن می‌تواند انتشار گازهای گلخانه‌ای را تا حدود ۳۱ درصد در مقایسه با مخلوط‌های بتن قابل چاپ سنتی کاهش دهد.
جیانگ توضیح داد: «دیدن ردپای کامل محیطی این بتن جدید مهم بود. این بتن نه تنها عملکرد مکانیکی بهتری از خود نشان می‌دهد، بلکه تأثیر محیط‌زیستی کمتری نیز دارد و فناوری ساخت بتن سه‌بعدی را در مقایسه با روش‌های چاپ سه‌بعدی سنتی با انتشار کربن بالاتر پایدارتر می‌کند.»
