利用咖啡渣开发可生物降解 3D 打印材料以推动可持续建筑设计

弃置的咖啡渣未来可能成为建筑材料，听起来像是儿童故事中的情节。然而，事实上，澳洲皇家墨尔本理工大学（RMIT）的一支跨学科团队已证明这一点并非遥不可及。该团队在墨尔本设计周展示了从当地获取的弃置咖啡渣所创造的建筑设计。由RMIT科学学院的贾宝华教授及建筑与城市设计学院的包尼克领导的团队，开发了一种以咖啡废料为基础原料的可生物降解3D打印材料。通过将咖啡废料转化为3D打印的建筑形状，研究人员展示了迈向更可持续及低碳建筑材料的途径。

这项工作结合了材料科学家和建筑师的专业知识，将咖啡更进一步地转变为可生物降解的3D打印建筑材料的可靠来源。科学团队协助开发和理解这种材料，同时建筑师则提出计算设计、制造添加剂及潜在的大规模实际建筑应用。包尼克表示：“科学团队在材料开发和理解方面拥有深厚的专业知识，而我们的团队则探索如何利用材料特性来指导计算设计、增材制造和更大规模的建筑应用。”

咖啡渣的环保潜力

寻找更环保的材料，贾教授的实验室研究人员转向了咖啡，因为该地区咖啡资源丰富且对环境友好。他们注意到许多咖啡渣被随意丢弃，因此团队检视这些咖啡废料是否能再利用以增强建筑材料的设计和强度。贾教授指出：“我们在工作中使用大量的3D打印，而这个过程通常使用许多由玉米淀粉或不太环保的材料制成的塑料。鉴于墨尔本以其咖啡文化闻名，我们认为这是一个值得研究的材料。”

在研究过程中，团队成员刘康表示，该项目显示出建筑师通常因成本高而避免的复杂形状，实际上可以提高材料的性能和功能。刘康说：“使用咖啡渣，这种材料可以支持声音吸收、隔热、气味及外观，为建筑师提供另一个设计层面。”在实验室研究和测试后，他们将该项目推进至一个完整的空间演示，展示了咖啡作为可生物降解3D打印建筑材料的可行原料的强大案例。

循环经济的实践案例

她表示：“这提供了一个具体的例子，展示循环经济研究如何付诸实践，显示日常废弃物如何转化为设计、先进制造及潜在未来建筑应用的有用材料。”咖啡作为一种重要的生物材料，已与其他生物系统相结合，成为一种基于生物的原材料。作为医疗生物材料，研究人员正在将咖啡与其他材料结合，以开发抗菌薄膜、伤口愈合敷料及抗氧化剂传递系统。研究人员也在使用咖啡制作可持续的生物塑料和包装材料。

咖啡渣如何改变建筑材料的未来

这项研究不仅展示了咖啡渣在建筑材料中的潜力，还强调了可持续发展的重要性。在当前环保意识高涨的背景下，利用日常废弃物来开发新材料，能有效减少资源浪费，并推动循环经济的实践。咖啡渣的应用不仅限于建筑，还可扩展至医疗和包装等领域，显示出其广泛的应用潜力。