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阿肯色大學(xué)土木工程系助理教授MichelleBernhardt-Barry一直在研究土壤結(jié)構(gòu)以及如何使其更有效地承受重負(fù)荷，以便在未來(lái)3D打印建筑項(xiàng)目中使用優(yōu)質(zhì)的土壤材料。2018年4月，Bernhardt-Barry獲得了50萬(wàn)美元的資助，以支持她對(duì)土壤作為3D打印材料使用的研究。

Bernhardt-Barry使用的是粘結(jié)劑噴射3D打印技術(shù)，這是一種增材制造方法，可以用粘合劑粘合石膏、淀粉等粉末材料。她用石膏制造了一種類似沙子的合成材料，但石膏不防水，于是她計(jì)劃申請(qǐng)一個(gè)能夠使用沙子的新型3D打印機(jī)專利。

在3D打印過(guò)程中，3D打印機(jī)放置了一種特殊的專用粘合劑，在石膏粉末的平臺(tái)上一層又一層的造出復(fù)雜部件。Bernhardt-Barry希望探索的另一個(gè)方向是能夠在打印過(guò)程中不必使用專有膠水，一種選擇是使用細(xì)菌來(lái)固化土壤。

她目前正在研究微生物如何促使土壤基質(zhì)中的碳酸鈣沉淀（MICP），這是一種生物過(guò)程。最常見(jiàn)的碳酸鈣天然形式是白堊、石灰石和大理石，由蝸牛、貝類和珊瑚等沉積而成。

MICP已廣泛應(yīng)用于自愈混凝土中。在這個(gè)過(guò)程中，將碳酸鈣沉淀能量細(xì)菌和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)嵌入混凝土內(nèi)部，這些細(xì)菌通過(guò)碳酸鈣沉淀來(lái)愈合混凝土的裂縫，從而增加混凝土的耐久性。

通過(guò)使用3D打印，Bernhardt-Barry希望將承重機(jī)制集成到土壤層的施工中，并使用碳酸鈣將它們粘結(jié)在一起，即現(xiàn)場(chǎng)收集土壤作為原材料，然后通過(guò)3D打印過(guò)程增強(qiáng)其承載能力。通過(guò)添加碳酸鈣作為土壤粘結(jié)劑，研究人員希望提高3D打印土壤層承受重量的能力。

到2023年，研究人員將完成其生命周期分析，以確定材料的壽命，以及該材料是否具有商業(yè)可行性。然后，她會(huì)尋找一位合作伙伴，將她的產(chǎn)品推向市場(chǎng)。