新華社北京9月6日電　美國科研人員從“活化石”腔棘魚的鱗片結(jié)構(gòu)中得到啟發(fā)，開發(fā)出一項(xiàng)混凝土3D打印工藝，制造出不易開裂的大尺寸混凝土構(gòu)件。測試表明其抗裂性能比傳統(tǒng)的澆筑混凝土高出63%。

美國普林斯頓大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)說，新工藝?yán)脵C(jī)器人精確控制原料沉積方式和速度，模仿腔棘魚鱗片的雙布利岡結(jié)構(gòu)，使混凝土強(qiáng)度提升，即使出現(xiàn)裂縫也不易擴(kuò)大。論文發(fā)表在新一期英國《自然·通訊》雜志上。

布利岡結(jié)構(gòu)廣泛存在于魚鱗、蝦殼中，使材料具有良好的力學(xué)性能，其特點(diǎn)是纖維排列成層，層層堆疊，每層都與鄰層錯(cuò)開固定角度。自然界中常見的布利岡結(jié)構(gòu)以單層為堆疊單元，腔棘魚等少數(shù)生物中存在一個(gè)雙層堆疊的變種，每個(gè)單元中兩層的纖維排列方向互相垂直，稱為雙布利岡結(jié)構(gòu)。

混凝土的抗拉強(qiáng)度遠(yuǎn)小于抗壓強(qiáng)度，在外力、溫度和濕度變化等因素影響下容易開裂。新工藝用機(jī)器人控制噴頭噴出混凝土材料束，按雙布利岡結(jié)構(gòu)連續(xù)沉積，并嚴(yán)格監(jiān)控溫度和壓力，防止材料在硬化過程中變形。研究人員認(rèn)為，該結(jié)構(gòu)可能使材料內(nèi)部的裂面相互交錯(cuò)，裂縫不易延伸和擴(kuò)散，從多個(gè)方面提高了強(qiáng)度。

3D打印又稱增材制造，是一項(xiàng)將數(shù)字模型文件轉(zhuǎn)化為實(shí)物的制造技術(shù)，混凝土3D打印具有施工快、靈活性高、節(jié)約材料等優(yōu)點(diǎn)。腔棘魚曾被認(rèn)為與恐龍同時(shí)代滅絕，后來發(fā)現(xiàn)仍有存活，并且保持著古老的形態(tài)，被稱為“活化石”。