محققان مرکز تحقیقاتی نانومواد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت ایران در یک همکاری بین‌المللی با دانشگاه‌های رایس آمریکا و موناش استرالیا موفق به ارائه روش القایی در چاپگرهای سه‌بعدی سیمانی شدند.
دانشگاه علم و صنعت: روشی برای چاپ سه‌بعدی ساختار سیمانی
امروزه چاپ سه‌بعدی به‌عنوان یکی از جدیدترین روش‌های اجرا در صنعت ساخت‌وساز مورد توجه طیف کثیری از صاحبان صنایع و محققان این عرصه قرار گرفته است. این روش، با بهره‌گیری از دو مزیت سرعت و دقت در پیاده‌سازی قادر است سازه‌های با هندسه و معماری‌های پیچیده را بدون نیروی کار انسانی قابل ملاحظه اجرا کرده و لذا به‌عنوان روشی با قابلیت‌های منحصربه‌فرد پتانسیل جایگزینی روش‌های ساخت‌وساز سنتی را داشته باشد. به عنوان مثال پتانسیل استفاده از چاپگرهای بتنی برای تامین مسکن ارزان قیمت با قابلیت اجرای سریع و ایمن برای مدیریت بحران‌های بعد از سوانح طبیعی چون سیل و زلزله نمونه‌ای از توانمندی‌های این روش است. اما یکی از چالش‌های پیش رو در استفاده از این چاپگرهای بتنی، ضعف یکپارچگی سازه و پیوند بین لایه‌ای سازه ساخته شده با این روش است. در این روش، لایه‌های بتن به صورت متوالی روی هم قرار می‌گیرند و تاخیر زمانی بین اجرای دولایه متوالی و حضور مواد نامطلوب در بین این دولایه، می‌تواند مقاومت این مقطع را کاهش داده و سازه نهایی را آسیب‌پذیر سازد.
سازوکار معرفی شده در این تحقیق قادر است مقاومت بین لایه‌ای را در چاپ سه‌بعدی مواد سیمانی با استفاده از مواد پلیمری تا حدود ۲۰۰ درصد افزایش دهد. این کار علاوه بر تعدیل اثر میکروترک‌ها در برابر فشار خارجی، پیوستگی سازه را تا نزدیکی رفتار یک‌پارچه ارتقا می‌دهد. بررسی‌های این پژوهش نشان می‌دهد که برهمکنش یون‌های کلیسم موجود در سیمان و اتم‌های اکسیژن پلیمر مصرفی به عنوان اصلی‌ترین عامل ایجاد رشد مقاومت است.
احسان حسینی، محمد ذاکرتبریزی و ظفر ذاکر از محققان مرکز تحقیقاتی نانومواد دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت زیر نظر دکتر اصغر حبیب نژاد کورایم، مدیر این مرکز و عضو هیئت‌علمی دانشکده مهندسی عمران دانشگاه علم و صنعت و با همکاری دکتر روزبه شهسواری از دانشگاه رایس آمریکا در این پژوهش همکاری داشته‌اند.
این مقاله در آخرین شماره مجله ACS Nano با ضرب تاثیر ۱۳٫۹ از زیر مجموعه انتشارات انجمن شیمی امریکا (ACS) به چاپ رسیده است که در زمره برترین مجلات علم نانو به شمار می‌آید.
برای مشاهده جزئیات این پژوهش، لینک مقاله را کلیک نمایید.
