【科技纵览】在美国国防部高级研究计划局(DARPA)的资金支持下,康奈尔大学研究团队近日成功开发出可在海底直接进行混凝土3D打印的创新技术。该跨学科项目由该校土木与环境工程系助理教授Sriramya Nair领衔,旨在解决海洋环境中建造基础设施的核心难题。


水下施工长期受限于“冲刷效应”——即未凝固的水泥在水流冲击下极易被冲散。为攻克这一物理障碍,研究团队通过多轮实验调整材料配比,在防止材料扩散所需的高粘度与便于机器人挤出所需的可泵送性之间取得关键平衡。
根据DARPA提出的环保与后勤简化要求,所用混凝土必须以“海底沉积物”为主要原料。康奈尔团队已实现这一目标,成功利用原位资源完成材料制备,显著减少对海洋生态的干扰并降低运输成本。
除材料突破外,团队还自主研发了一套适用于低能见度环境的传感系统。IT之家援引相关博文指出,传统光学设备在浑浊海水中难以有效工作,而新系统可实时监测打印进程,并依据反馈动态修正打印路径及工艺参数,从而保障结构精度。
基于前期测试的出色表现,该项目已获得DARPA授予的140万美元资助(约合973万元人民币)。下一步,康奈尔团队将于2026年3月携其技术参与DARPA组织的“烘焙赛”(bake-off),与其他五支科研队伍同场竞技,在限定时间内现场打印一座符合规格的水下拱门。
这一系列进展不仅验证了水下自动化建造的可行性,也预示着未来海洋工程或将摆脱对预制构件和重型船舶的依赖,转向更灵活、可持续的原位制造模式。