Forscher der University of Virgina haben eine Methode entwickelt mit der sie Gebäudestrukturen aus lebender Erde herstellen können. Damit wollen sie langfristig eine CO2-negative Bauweise zu herkömmlichen Bauverfahren anbieten können. Wir stellen die Arbeit der Forscher einmal genauer vor.

Anzeige

Eine neu vorgestellte Methode zum 3D-Druck lebender Böden von Forschern der University of Virginia soll künftig den Bau CO2-negativer Gebäude ermöglichen. Die Schicht-für-Schicht-Extrusion einer neuartigen, mit Samen imprägnierten Boden-„Tinte“, schafft selbst tragende Strukturen, die das Wachstum von Pflanzen ermöglichen. Die Forscher gehen davon aus, dass sie mit weiterer Entwicklung ihre Mischung mit traditionellen, weniger nachhaltigen Baumaterialien ersetzen und sich die Schaffung einer von Wildtieren durchdrungenen Architektur realisieren lässt, die CO2 durch Photosynthese absorbiert.

Ehsan Baharlou, von der School of Architecture der UVA, sagt dazu:

„Diese Methode geht von der Schaffung eines aktiven Ökosystems aus, das emittierten Kohlenstoff in 3D-gedruckten Bodenstrukturen speichern könnte. Wir brauchen nur Strom, um das Material zu bewegen und eine Pumpe während des Druckens zu betreiben. Wenn wir ein gedrucktes Stück nicht benötigen oder es nicht die richtige Qualität hat, können wir das Material recyceln und in der nächsten Tintencharge wiederverwenden.“

Ihre Arbeit haben die Forscher in einem Artikel mit dem Titel „3D printing of ecologically active soil structures“. Das Projekt „To Grow A Building“ hat einen ähnlichen Ansatz und stellt 3D-gedruckte Gebäudestrukturen aus gesäter Erde her.

Die richtige Formulierung finden

Beton, dessen Herstellung auf der Verbrennung fossiler Brennstoffe beruht, hat einen hohen CO2-Fußabdruck. Die erdbasierte Alternative der Forscher der UVA soll hingegen den umweltfreundlicheren 3D-Druck großer komplexer Strukturen ermöglichen. Zu Beginn nutzten die Forscher ein Desktop-System, um zwei verschiedene Ansätze zu testen. Bei einem druckten sie Erde und Samen in aufeinanderfolgenden Schichten, beim anderen wurden diese zuvor gemischt. Beide Formulierungen funktionierten, jedoch zeigte sich, dass der Feuchtigkeitsgehalt in ihrer 3D-Drucktinte einen tiefgreifenden Einfluss auf die Eigenschaften der resultierenden Konstruktionen haben würde, wenn Pflanzen und der Boden um Wasser kämpfen.

Ji Ma, der andere UVA-Assistenzprofessor des Projekts, sagte:

„3D-gedruckte Erde neigt dazu, Wasser schneller zu verlieren und hält das Wasser, das sie hat, fester im Griff. Wir glauben, dass dies der Fall ist, weil der Boden verdichtet wird. Wenn die Erde durch die Düse gedrückt wird, werden Luftblasen herausgedrückt. Wenn der Boden Luftblasen verliert, hält er das Wasser fester.“

3D-gedruckte bodenbasierte Kuppeln
Sie testeten mit einem Desktop-System zwei verschiedene Ansätze (im Bild: 3D-gedruckte bodenbasierte Kuppeln) (Bild © UVA).

Nächste Schritte

Mit der nahe gelegenen wissenschaftlichen Feldstation Blandy Experimental Farm hat das UVA-Team Samen von sehr spezifischen Pflanzen in ihr Material eingearbeitet. Die Forscher haben sich für die Pflanze Fetthenne entschieden, die mit wenig Wasser gedeiht und direkt auf nacktem Fels wachsen kann. Das Team hat seit der Entwicklung der Tinte damit begonnen, in größere Objekte wie etwa einen Meter hohe niedrige Mauern mit Pflanzen zu drucken, die in wenigen Tagen zu wachsen beginnen, um ihren Ansatz zu skalieren.

Forscher druckt Wandstruktur mit Roboterarm
US-Forscher entwickeln eine Methode zum 3D-Druck lebender Böden(im Bild: Ehsan Baharlou von der UVA druckt Wandstruktur)(Bild © Tom Daily/UVA).

Durch die Montage eines Extruders an einem Roboterarm mit einer Reichweite von 3 bis 4 Fuß (90 bis 120 cm) haben die beiden Forscher festgestellt, dass sie mit dem Auftragen von Materialien beginnen können, die angepasst sind, um Strukturen mit einem gewünschten Raum, einer gewünschten Funktion oder Geometrie zu ergeben. Der Bau höherer Strukturen könnte Probleme wie Bodenrisse verschlimmern, weshalb sie weiterhin mit verschiedenen Pflanzen- und Materialmischungen, einschließlich Pflanzenstoffen wie Hanf, arbeiten. In ihrer laufenden Arbeit konzentrieren sie sich darauf, ein Material zu identifizieren, das seine einzigartigen Vorteile am besten nutzt.

Zum Newsletter anmelden

Anzeige

Meistverkaufte 3D-Drucker in der 40. Kalenderwoche 2022

Platzierung3D-DruckerBester PreisShopMehr Infos
1Artillery Sidewinder-X2293,00 €kaufenTestbericht
2Creality Ender-3 S1303,00 € TOP-Aufsteigerkaufen
8Creality Ender-3 S1 Pro398,00 €kaufenTesbericht
3QIDI TECH X-CF Pro1524.49 €kaufen
4QIDI TECH X-Max870,00 €kaufenTestbericht
5ANYCUBIC Vyper280,76 €kaufen
6ANYCUBIC Kobra Plus500,46 €kaufenNeuvorstellung
7QIDI TECH X-Plus638,87 €kaufenTestbericht
9FLSUN Super Racer SR399,00 €kaufenTestbericht
10QIDI TECH i-mate S442,19 €kaufenTestbericht

Gutschein-Code funktioniert nicht? Fehlerhaften Coupon melden | 3D-Drucker kaufen | 3D-Druck-Shop