研究チームは造形速度とコスト効率、低エネルギー需要に、現地で調達したバイオ材料を組み合わせて、3Dプリント技術をさらに一歩進めようとしている。具体的には、その土地の土壌や植物を水と混ぜて作った「インク」を使って3Dプリントする。必要なのは材料を移動し、プリント中のポンプを動かす電力だけである。造形物が不要になれば、リサイクルでき、インクの再利用もできる。同アプローチは、循環型経済と呼ばれる持続可能な開発の実践に合致する。

土壌ベースのインクの実験では、デスクサイズの3Dプリンターを用いて、土と種を連続した層でプリントする方法と、プリント前に種と土を混ぜる方法の2つを検討した。ソーダ缶サイズの円筒形の試作品を作ったところ、どちらの手法も有効だと分かった。

研究チームは次に、ドーム型のような、より複雑な形状の土壌構造物を3Dプリントする方法を考案した。まず、土壌混合物に添加物を加えず、プリンターヘッドやノズルから材料がどのように押し出されるか調べた。結果、土がノズルで圧縮されるため、空気は押し出され、土は水をより強く保持するようになることが分かった。つまり、3Dプリントした土壌構造物は、植物の成長を支持するが、少ない水でも生存できる植物に限定されやすくなる。

そこで、3Dプリントした土でどんな植物が育てられるか判断するため、土に保持されている水の相対利用度を、植物が水を引き出すのに必要なエネルギー量と合わせて調べた。有力候補として、マンネングサが挙げられた。マンネングサは生理機能がサボテンに似ており、ほとんど水がなくても生存でき、ある程度まで乾燥しても回復可能だ。

研究チームは、土と種で構成される幾何学的に複雑な構造物の3Dプリントを実証した。同研究成果の一部は2022年2月7日、「Additive Manufacturing」に掲載された。研究チームは最近、同3Dプリント技術を用いて、生分解性材料での研究にも取り組んでいる。

（fabcross for エンジニアより転載）