В 2025 году Университет Нью-Мексико (UNM) представил революционный материал для строительной 3D-печати — самоармирующийся ультрапластичный бетон, способный выдерживать изгиб и растяжение без использования стальной арматуры. Этот запатентованный композит открывает новые горизонты в автоматизированном строительстве, снижая затраты и расширяя возможности архитектурного дизайна.

Полученное вещество, назвали «самоукрепляющимся сверхпластичным цементным материалом», было запатентовано в августе 2024 года компанией UNM Rainforest Innovations от имени Ходжати, Зафара и Амира Бахши, которые работали научными сотрудниками на ранних этапах разработки проекта. В патенте они перечисляют четыре различных смеси с более высокой на 11,9 процента деформационной способностью.

Ключевые особенности инновационного материала

1. Полимерные волокна вместо стали. Традиционный железобетон требует сложного армирования, что замедляет 3D-печать. Разработка Университета Нью-Мексико заменяет металл полимерными волокнами, равномерно распределенными в бетонной матрице. Эти волокна обеспечивают гибкость и устойчивость к трещинам даже при значительных нагрузках. Лабораторные испытания показали, что материал выдерживает деформацию на изгиб до 5% без разрушения — недостижимый показатель для обычного бетона. «Благодаря большому количеству коротких полимерных волокон в этом материале он может удерживать весь бетон в целости при любой нагрузке на изгиб или растяжение, — сказал Ходжати. — Если мы будем использовать этот материал в больших масштабах, то сможем свести к минимуму необходимость во внешнем армировании напечатанной бетонной конструкции».
2. . Ультрапластичность для точной печати. Состав оптимизирован для экструзии через сопло 3D-принтера: он сохраняет форму сразу после нанесения, но не застывает мгновенно, позволяя корректировать слои. Это критично для создания сложных геометрических структур, таких как арочные перекрытия или полые стены с теплоизоляционными полостями.
3. Экологичность и экономия. Отсутствие стальной арматуры сокращает углеродный след производства (на долю металлургии приходится ~8% глобальных выбросов CO₂).К тому же упрощается логистика — для печати нужен только один материал, что ускоряет строительство в удаленных районах или даже в космосе (NASA уже проявило интерес к технологии для лунных баз).

Области применения:

• Ремонт и реконструкция: Мосты и дороги, напечатанные из такого бетона, смогут компенсировать подвижки грунта без трещин.
• Сейсмостойкое строительство: Гибкость материала делает его идеальным для регионов с землетрясениями.
• Модульные дома: UNM совместно с компанией ProtoBuild 3D тестирует печать энергоэффективных домов за 48 часов.

UNM планирует коммерциализировать технологию к 2026 году. В ближайшие месяцы ожидаются испытания в реальных условиях — например, печать многоэтажных конструкций в Альбукерке.