Egy, a Virginia Egyetem mérnökei által vezetett kutatócsoport cellulóz nanorostocskák betonnyomatokra kifejtett hatását vizsgálta: a növényi anyag miként javíthatja az építőiparban terjedő technológiát? Az eredményeket a Cement és betonkompozitok szaklapban közölték.
A nyomtathatóság és a mechanikus tulajdonságok egyaránt javultak, tehát a cellulóz rostocskák, szálacskák beépítése inkább előbb, mint utóbb ellenállóbb, rugalmasabb és környezetbarátabb építési gyakorlatot eredményez – vonták le a következtetést.
Betonépületeket évek óta printelnek. Több előnyük van: gyors és pontos építkezés, újrahasznosított anyagok felhasználása, alacsonyabb munkaerő-költségek, kevesebb hulladék. Mindezeken túl, hagyományos módszerekkel nehezen vagy egyáltalán nem kivitelezhető tervek is megvalósíthatók.
Csakhogy nyomtatható anyagok egyelőre korlátozottan állnak rendelkezésre, tartósságuk és fenntarthatóságuk kapcsán változatlanul kérdések merülnek fel. A kutatók elismerik, hogy ellentmondásos célokat kell megvalósítaniuk: a keveréknek gördülékenyen kell folynia a hatékony gyártás miatt, viszont kritikus fontosságú tulajdonságokkal (mechanikai szilárdság, rétegek közötti kötés, alacsony hővezetés) rendelkező stabil anyaggá kell szilárdulnia.
A fapépből kinyert cellulóz nanorostocskák újrahasznosíthatók, minimális a környezeti hatásuk. Az iparágban CNF (cellulose nanofibrils) néven ismert anyag nagy potenciállal rendelkezik a printelt kompozitok áramlási tulajdonságainak és mechanikai szilárdságának javításához.
A tanulmány előtt nem volt egyértelmű a CNF hatása a hagyományosan nyomtatott kompozitokra. Keverékek tervezéséhez ma általában sok próba-hiba jellegű tesztet alkalmaznak. A kutatással jobban érthetők különféle anyagok nyomtatott szerkezetekre gyakorolt hatása: javítják-e a teljesítményüket, és ha igen, milyen mértékben?
Kiderült, hogy 0,3 százalék CNF hozzáadásával szignifikánsan javul az áramlási teljesítmény. A megkeményedett minták makroszkopikus elemzéséből pedig a szerkezeti integritás és a jobb anyagkötés lett egyértelmű.
További teszteken kimutatták, hogy a CNF-fel megerősített nyomtatott darabok ellenállnak a húzásnak, hajlításnak, összenyomásnak.
