未来建筑或由3D打印人造骨骼组成

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这张图片展示了模拟骨骼和珠母贝的砖瓦加水泥样式，图中的背景则是在大多数软体动物壳里发现的真实的珠母贝。

北京时间6月20日消息，国外媒体报道，除了现存的纳米管，近日科学家又研发了一种新型的未来建筑材料，它的起源可能让你惊讶不已。由美国麻省理工学院的研究人员研发的最新高科技复合材料的灵感来自于人类骨骼。它们只需要通过一台3D打印机在数小时时间内就能产生。
这种最新材料因其耐用性、低密度和环境可持续性的组成成分而闻名，它的强度来自于类似骨骼的结构。真正的骨骼具有复杂的分层结构，这多亏了两大块主要的构建模块，胶原蛋白和羟磷灰石矿物质。
麻省理工学院研发的最新材料复制了这种分层模式，它是在电化学反应的帮助下在骨骼里产生的。这样的反应在实验室环境下很难复制，但利用3D打印机，研究人员能够成功的复制这种抗断裂的结构。
在显微镜下，这种研究人员创造的合成材料看起来像错列的砖瓦加水泥墙。柔软的黑色聚合物相当于水泥，模拟胶原质——骨骼可伸缩的缓冲垫——的作用。而坚硬的蓝色聚合物则形成了砖瓦，起着羟磷灰石的作用，也就是骨骼强壮但易脆的框架。
正如胶原质和羟磷灰石能够帮助骨骼承受断裂，主要是通过消散能量和将破损分散至较大部分区域，这种实验室合成的材料也能做到这一点。事实上，这种材料被证明比骨骼还要强壮。
“我们用在这种人工材料上的几何样式是基于在自然材料中发现的样式，例如骨骼或者珠母贝，但还包括一些自然界不存在的新型设计，”这项研究的主要科研作者马库斯·比埃勒(Markus Buehler)这样说道。
“作为工程师，我们不再将关注点只限于自然样式，我们能够设计自己的样式，后者可能会比已经存在的样式性能效果更优。”这种3D打印骨骼材料比任何组成部分的抗断裂性要强22倍，这从实验室合成的复合材料的角度看，是一个非常不错的结果。
研究人员认为，3D打印超级强大的超材料的过程既是可能的，也比传统的制造方式的成本效益要更优。比埃勒希望有一天，像在麻省理工学院实验室创造的这种最优材料将形成整栋建筑的基础。“各种可能性似乎是无止境的，” 比埃勒说道。“我们正在不断突破能够打印的几何特征和材料组合种类的极限。”