来源：EngineeringForLife
天然土壤通过物理化学自组装形成分层结构，这一原理可用于设计可持续的高性能建筑材料。
近期，美国哥伦比亚大学的Shiho Kawashima/Yierfan
Maierdan团队通过调节高岭土的自组装过程来优化生物稳定的土质材料的3D打印性能。研究的核心是通过控制化学环境和添加瓜尔胶（GG）来调节高岭土的微观结构，从而提高材料的机械性能和打印性。
本文要点：
（1）本文通过一系列物理化学分析揭示了高岭土与瓜尔胶之间的结合机制。实验表明，瓜尔胶能够显著增强高岭土的机械性能，尤其是在高pH条件下，通过聚合物桥接形成的微观结构比通过胶体相互作用形成的结构具有更高的强度。这种微观结构的差异导致了材料在打印性和干燥后机械性能上的显著不同。
（2）研究表明：瓜尔胶的添加显著提高了材料的屈服应力和存储模量，同时改善了打印性。在高pH条件下，瓜尔胶诱导的微观结构表现出更高的压缩强度，这表明聚合物桥接在增强材料性能方面具有重要作用。
（3）本文的研究结果为设计可持续的、可打印的土质材料提供了新的设计原则，强调了微观结构形成机制对材料性能的决定性作用。尽管研究主要集中在高岭土上，但其发现为其他类型的黏土和生物聚合物的应用提供了理论基础。
参考资料：
https://doi.org/10.1016/j.matt.2025.102522
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