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%。

美國普林斯頓大學的研究團隊說，新工藝利用機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)，使混凝土強度提升，即使出現(xiàn)裂縫也不易擴大。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性能，其特點是纖維排列成層，層層堆疊，每層都與鄰層錯開固定角度。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)生物中存在一個雙層堆疊的變種，每個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)。

混凝土的抗拉強度遠小于抗壓強度，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。研究人員認為，該結(jié)構(gòu)可能使材料內(nèi)部的裂面相互交錯，裂縫不易延伸和擴散，從多個方面提高了強度。

3D打印又稱增材制造，是一項將數(shù)字模型文件轉(zhuǎn)化為實物的制造技術，混凝土3D打印具有施工快、靈活性高、節(jié)約材料等優(yōu)點。腔棘魚曾被認為與恐龍同時代滅絕，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”。