Studentin erhält $ 500.000-Stupendium für Forschung an 3D-Druck mit Erde & Bakterien

Michelle Bernhardt-Barry, Assistenzprofessorin für Bauingenieurwesen an der Universität von Arkansas, erhielt ein $ 500.000-Stupendium zur Forschung an 3D-Druck mit Erde und Bakterien, um Bodenmaterial für künftige Bauprojekte zu optimieren.

Bereits seit einiger Zeit untersucht Michelle Bernhardt-Barry schon die Struktur von Böden und die damit verbundene Tragelast, um diese in Zusammenhang mit 3D-Druck zu optimieren. Im April diesen Jahres erhielt die Assistenzprofessorin schlussendlich ein Stipendium in Höhe von 500.000 US-Dollar für dieses Vorhaben.

Dieses Stipendium ermöglichte es Bernhardt-Barry nun auch zwei Doktoranden einzustellen, mit welchen sie ihre Forschungen in Bezug auf Mechanismen in der Natur, welche sich als effizient bei der Optimierung von 3D-gedruckter Erde erwiesen, vertiefen möchte. Vor allem soll diese Forschung bei zukünftigen Bauprojekten hilfreich sein.

Momentan nutzt die Forscherin Binder-Jet-3D-Drucktechnologie. Beispielsweise nutze sie Gips, um ein Sand-ähnliches, synthetisches Material zu erzeugen. Das Problem bei diesem Vorhaben war jedoch die Tatsache, dass Gips nicht wasserdicht ist. Um diese Forschung jedoch voranzutreiben, möchte Bernhardt-Barry nun um einen Zuschuss für einen 3D-Drucker, welcher mit Sand arbeiten kann, ansuchen.

Bei einem Binder-Jet-3D-Drucker kommt ein spezielles Bindemittel zum Einsatz, mit welchem komplexe Teile aus Gipspulver Schicht für Schicht auf einem Flachbett gebildet werden. Neben dieser Methode erforscht die Studentin ebenso Möglichkeiten, um Materialien auch ohne proprietären Klebstoff zu binden. Dies soll beispielsweise durch die Verwendung von Bakterien geschehen.

Momentan arbeitet Michelle Bernhardt-Barry mit mikrobiell induzierter Calciumcarbonatausfällung (MICP). Dies beschreibt einen biochemischen Prozess, welcher Ausfällung von Calciumcarbonat mittels Bakterien in der Bodenmatrix induziert. Genauer gesagt kommen hier Calciumcarbonat-absondernde Bakterien zum Einsatz und werden in den Boden eingebettet. Dieser Prozess kam unter anderem bei Forschungen in Bezug auf selbstheilenden Beton zum Einsatz.

Die Forscherin möchte MICP nun nutzen, um stark belastbare, 3D-gedruckte Böden herzustellen. Nach eignen Vorstellungen möchte Bernhardt-Barry lasttragende Mechanismen in den Aufbau von Bodenschichten integrieren und diese in weiterer Folge mit dem Auftragen von Kalziumkarbonat verbinden.

Um die Langlebigkeit des Materials zu bestimmen sowie die Rentabilität zu testen, soll bis zum Jahr 2023 nun eine Lebenszyklusanalyse durchgeführt werden.