Geïnspireerd door de botstructuur, legt dit 3D-geprinte beton meer CO₂ vast dan het uitstoot

Aan de Universiteit van Pennsylvania zet het team van Masoud Akbarzadeh in op een bot‑geïnspireerde geometrie om 3D‑geprint beton opnieuw te bedenken. Het project Diamanti combineert TPMS‑structuren met diatomeeënaarde en maakt van elk onderdeel een poreus netwerk dat CO₂ kan vastleggen. Het aangekondigde resultaat: tot 488 g CO₂ per kilo cement geabsorbeerd, zonder in te leveren op sterkte of zuinig materiaalgebruik. Van de modulaire voetgangersbrug tot de eerste industriële toepassingen: Sika Group Switzerland en Eiffage haken nu al aan.

Beton, een last voor de planeet?

Als bouwmateriaal bij uitstek weegt beton zwaar door in de mondiale klimaatbalans: het is goed voor ongeveer 8 % van de CO₂-uitstoot. Die voetafdruk terugdringen wordt strategisch voor de sector, door het materiaalgebruik te optimaliseren, recepturen te herdenken en natuurlijke processen als inspiratie te nemen om soberder te bouwen.

Als menselijke botten bouwers inspireren

Aan de Universiteit van Pennsylvania steunt het project Diamanti op botarchitectuur om beton van een nieuwe generatie te ontwerpen. Botten combineren lichtheid en sterkte dankzij hun interne geometrie, de zogeheten TPMS (tripelperiodiek minimaal oppervlak). Door deze patronen via 3D‑printen na te bootsen, vermindert het team van Masoud Akbarzadeh de materiaalhoeveelheid zonder in te leveren op mechanische prestaties.

Additive fabricage maakt een nauwkeurige optimalisatie van dragende vormen en leegtes mogelijk. Dit bio‑geïnspireerde beton levert een hoge structurele efficiëntie, terwijl het tijdens productie en uitvoering minder grondstoffen verbruikt.

Beton dat CO₂ vastlegt: hoe kan dat?

Meer dan alleen geometrie: dit materiaal werkt als een koolstofval. De grootste troef is de diatomeeënaarde, een mineraal poeder uit gefossiliseerde microalgen, sterk poreus en zeer absorberend. In combinatie met TPMS‑structuren maximaliseert het ontwerp de gasuitwisseling en verbetert het de efficiëntie van de afvang.

Volgens het onderzoek van het team kan 1 kg van dit materiaal tot 488 gram CO₂ vastleggen. Daarbovenop dalen de emissies uit de productie dankzij minder materiaal. Een dubbele hefboom die de weg vrijmaakt voor bouwwerken met een fors kleinere koolstofvoetafdruk.

Een stap richting de architectuur van morgen

Om de aanpak te toetsen ontwierpen de onderzoekers een modulaire voetgangersbrug, gepresenteerd op de Architectuurbiënnale van Venetië: een lichte, geoptimaliseerde passerelle, bedoeld voor reëel gebruik. Grote spelers als Sika Group en Eiffage, partners van het project, zien er toepassingen op grote schaal in.

Gebouwstructuren lichter maken en toch de duurzaamheid garanderen
Bruggen, kades en wegen bouwen met een lage koolstofvoetafdruk
Dit beton inzetten bij renovaties om CO₂ uit de omgevingslucht te halen

Dankzij zijn veelzijdigheid en beheersbare kosten kan dit geoptimaliseerde beton de transitie van de sector ondersteunen, waar milieuprestaties een doorslaggevend criterium worden.

En daarna?

Voorbij de technische prestaties brengt de innovatie de bouw dichter bij de kringlopen van het leven: biologisch geïnspireerde geometrieën, materialen die in staat zijn om CO₂ te absorberen en een digitale, op soberheid gerichte ontwerpbenadering. De vorderingen van het project Diamanti bieden vruchtbare grond voor architecten en ingenieurs, die nu een concreet hulpmiddel hebben om sterkte, lichtheid en een kleinere impact te verenigen.