格拉茨工业大学3D打印陶瓷立方体使附近空气温度下降7度

格拉茨理工大学的研究人员利用 3D 打印的多孔立方体制造了一种陶瓷冷却墙，在受控的室内测试中，该冷却墙使空气温度降低了近 7 摄氏度，为城市提供了一种低能耗的空调替代方案，以应对日益加剧的热浪。

这些边长约23厘米的立方体，采用数字化设计，以粘土混合物为原料打印而成，然后在低温下烧制，形成高度多孔的结构。水分通过毛细作用被陶瓷吸收，并扩散到其巨大的内部表面积上，不断蒸发并从周围空气中吸收热量。“这种原理已经沿用了几个世纪，无论是陶罐还是传统风塔都运用了这种原理，”格拉茨工业大学建筑与媒体学院的米莱娜·斯塔夫里奇（Milena Stavric）说道，“这项技术的关键进步在于3D打印技术的应用，它使我们能够利用粘土混合物制造出高度复杂、多孔且功能优化的几何形状。”

TU Graz,
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这种几何形状并非随意设计。研究团队采用了一种名为TPMS的极简表面结构，它能在最大限度增加表面积的同时，最大限度地减少材料用量。为了进一步提高孔隙率，该研究所的形状实验室正在尝试在粘土中添加真菌培养物和锯末作为营养培养基。在烧制之前，菌丝网络会在材料中生长；真菌和锯末燃烧殆尽后，留下微孔和大孔网络，从而更有效地将水分输送到立方体内部。

这项现场测试在格拉茨工业大学一间闷热的阁楼中进行。克里斯蒂安·里斯托斯基（Kristijan Ristoski）的硕士论文研究的是将这些立方体及其供水系统整合到冷却墙系统中，他测量了温度下降情况。“整个房间的冷却效果都非常明显，”里斯托斯基说。

其中一项较为特殊的材料实验使用了从奥地利诺伊西德尔湖疏浚的沉积物。这个浅湖需要定期疏浚以防止淤积，而历史上大部分沉积物都被弃置不用。研究团队正在测试是否可以将这些沉积物掺入粘土混合物中，作为一种可持续的、本地取材的建筑材料。

从左至右：格拉茨理工大学建筑与媒体学院的 Julian Jauk、Milena Stavric 和 Kristijan Ristoski。（图片来源：Lunghammer – TU Graz）

在格拉茨工业大学新技术校区的斯特雷迈尔街，一面由陶瓷立方体组成的2米乘2米的演示墙矗立于此，公众可在此直接体验其降温效果。另一套装置则在格拉茨感知博物馆展出。该项目由奥地利经济服务有限公司通过其概念验证计划资助，并与格拉茨工业大学建筑物理、服务与建造研究所合作完成。

“我们的目标是为那些特别容易受高温影响的人们提供降温——例如，在一些树木有时无法提供足够降温的城市里。为了实现这一目标，我们依靠的是自然降温原理，而不是高能耗的空调技术，”斯塔夫里奇说。

来源：eurekalert.org