俄勒冈州立大学的研究人员开发出一种新型粘土基材料，这种材料可快速凝固，有望成为混凝土的环保替代品，并应用于快速3D打印房屋和基础设施。随着全球人口逼近85亿，住房危机日益严峻，3D打印技术，即增材制造，正成为解决建筑难题的新途径。然而，传统混凝土粘合剂水泥占全球二氧化碳排放量的8%，且养护时间长，结构支撑需求高，限制了建筑项目进度。
新型粘土基材料由德文·罗奇、尼古拉斯·贡萨尔维斯及其团队研发，其丙烯酰胺基粘合剂在挤出打印机时即可通过正面聚合反应固化。罗奇表示：“这种材料打印后强度可达3兆帕，适用于多层墙体和独立式悬挑结构，如屋顶。仅需三天，其强度即可超过17兆帕，满足住宅结构混凝土要求，而传统混凝土需28天。”此外，该材料主要由土壤、大麻纤维、沙子和生物炭组成，环境足迹远小于传统混凝土，后者生产过程中需高温加热并燃烧化石燃料。
罗奇强调：“这种材料不仅易于获取，排放量低，还能在自然灾害频发的今天迅速搭建住所和建筑物。”目前，该材料成本高于标准水泥基混凝土，研究团队正致力于降低成本。同时，材料需通过美国材料与试验协会的标准测试，并准备专业报告供工程师审核批准，以应用于建设项目。博士生贡萨尔维斯领导了这项研究，团队成员来自多个学院，研究成果已发表于《先进复合材料与混合材料》期刊。
更多信息： Nicolas A. Gonsalves 等人，《使用添加生物基添加剂的快速凝固粘土混凝土进行可持续基础设施的 3D 打印》，《先进复合材料与混合材料》(2025)。
