3D打印治沙：吃进黄沙，变出大楼？

赵君鹏

目前，全球沙漠化日益严重，不断吞噬着人们的良田，使得治沙成了一个世界性的难题。但在未来，也许沙漠中将会矗立起一座座城市，而这些城市所用的主要建材便是沙子。

这是怎么一回事儿呢？我们首先得从3D打印技术说起。其实，3D打印技术的原理和普通打印相似，都是先在电脑中设计好蓝图，然后通过打印机将蓝图变为实物。只不过，普通打印的藍图是平面的，打印机中装的是油墨和纸；而3D打印的蓝图是立体的，打印机中装的则是粉末状的塑料、金属等。3D打印机将粉末状的原料经过高温熔化后，依据设计图逐层扫描然后叠加，就将电脑上的设计图变成了实物。3D打印技术从出现到如今不过三十年的时间，已取得了许多令人瞩目的成就，人们可以用它打印建筑物、艺术品、机械部件、人造器官等。

3D打印技术和沙漠看似风马牛不相及，但也有人脑洞大开，把两者联系了起来。比如德国工业设计师马库斯·克赛尔。经过反复试验，马库斯·克赛尔制造出了可以在沙漠中使用的“太阳能烧结机”。什么是烧结？烧结就是加热粉末状物质，然后将其转化为固体。这个机器采用了3D打印技术，所使用的能源是太阳能，原料是沙子。沙子的主要成分是二氧化硅，加热到1710℃时开始熔化，它是制造玻璃、陶器、搪瓷、耐火材料等物质的原料之一。

太阳能烧结机工作时，工作人员通过传送带将沙子运送到沙盒上，阳光通过透镜把沙子加热到足够高的温度，使沙子熔化。之后，机器依据电脑中设计的立体图形，自动分层打印，然后层层叠加，打印出立体结构。这台机器还有一个光感器，能感受到太阳光的方位，并且可以据此指令调整位置，以保证太阳能充足。人们只需要根据设计意图，将3D建模数据输入电脑，然后按下开关，太阳能烧结机就可以自动打印各种形状了。

无独有偶，中国也有设计师运用3D打印技术开发沙漠资源。清华大学美术学院工业设计系教授邱松带领自己的研究生设计出作品“通天沙塔”。这一作品在国际的摩天楼设计大赛中备受瞩目。之所以叫“沙塔”，是因为它的设计材料就地取材，他们利用太阳能，通过3D打印技术直接将沙漠中的沙子转化为建筑材料。

通天沙塔由地上部分、地表、地下部分组成。地上部分由许多独立的单体建筑构成，邱松采用了多组螺旋骨架结构，设计灵感来自于沙漠中常见的龙卷风和风蚀蘑菇。建筑造型未来感十足，不仅保证了建筑内部空气的流动，还可以利用地表和高空的温差，在建筑顶部形成冷凝水，为建筑中的人们提供宝贵的水源。它能为建筑提供太阳能、风能等清洁能源，完全是零排碳。建筑群的地表与地下部分相互连接，既方便了不同建筑空间中人们的交流，又满足了沙漠中固沙的需求。这个设计为人们治理沙漠、利用沙漠提供了新的思路。

要想更好地开发沙漠，人类就必须先走进沙漠。可人不是骆驼，在沙漠中行走既费时又费力，该怎么办呢？圣地亚哥大学的研究人员发明了能在沙地上行走的机器人。这种机器人长度仅为12厘米，它的头部和尾部由3D打印机制造，材料均为塑料。机器人的体内有电池和电机，如同鱼在游动时鱼尾起推进和掌舵的作用。在沙地上行走时，电机会带动机器人的尾部旋转，推动它不断前进，而前进时，机器人的头部始终保持平衡。它的发明者表示，这种3D打印出来的机器人可能是未来更高级的螺旋行走机器人的初级版，它将会广泛运用于沙漠研究与开发等方面。

虽然，太阳能烧结机、通天沙塔、沙漠行走机器人这些设想，离大规模的应用、推广还有一段距离，但是，如同当初人们质疑斯蒂芬森发明火车机车、莱特兄弟发明飞机一样，谁能断定3D打印技术在未来的沙漠治理和开发方面不会有杰出的贡献呢？endprint