編譯／韋士塔

隨著全球住房需求激增與森林資源枯竭，建築界正迎來一場材料革命。麻省理工學院（MIT）工程團隊近日發表一項突破性研究，利用回收廢棄塑膠及大型工業級3D列印技術，製造出具備高承重能力的建築級地板桁架（floor truss）。這項發明不僅能重複使用塑膠，更有望為全球住房短缺危機提供低碳、輕量化且可規模化的解決方案。

由MIT工程學院講師培瑞茲教授（AJ Perez）領導的研究團隊，開發使用回收塑膠及3D列印技術製造地板桁架的系統。傳統建築地板桁架通常由木梁與金屬連接板組成，以支撐上方的膠合板與地板。

MIT團隊研發的3D列印桁架，重量比同體積的木製組件輕。這項技術的另一項驚人之處，透過大型機器列印單根桁架僅需不到13分鐘，生產效率遠高於傳統建材。此外，研究團隊進行承重測試，其剛度與耐受力遠超美國住房與城市發展部（HUD）制定的標準。

研究團隊指出，這項新技術的最大亮點是對材料的「包容性」。回收塑膠用於工業生產前，通常需要經過複雜且耗能的清洗與預處理過程，但MIT團隊成功解決這項處理「髒汙塑膠」的難題。培瑞茲說：「我們開發全新的循環經濟模式，將髒汙塑膠直接送入粉碎機製成顆粒，藉著使用大型3D列印機，生產複合材料。目前我們採用回收PET聚合物混合玻璃纖維，不僅提升列印的流暢度，更賦予建材卓越的耐久性。」

培瑞茲表示，研究人員估算，「到2050年全球需要約10億個新住宅單位，若執意沿用傳統木造建築模式，將需要砍伐相當於3倍亞馬遜雨林面積的森林。為了地球永續，當務之急是開發更輕、更耐用且永續的替代方案，我們研發的技術，就是其中之一」。

目前市面上已出現3D列印房屋，但使用的「墨水」多數是水泥或黏土，MIT團隊的塑膠建材則有多項優勢；首先，回收塑膠建材不僅避開水泥生產過程中的高碳排，同時還減少海洋與城市塑膠廢棄物，對環境的衝擊較低；此外，塑膠複合零件相對輕巧，運送以及組裝都非常簡便。

除了地板桁架，MIT研究團隊已開始測試牆柱、屋頂桁架、樓梯縱梁及梁柱等結構。培瑞茲更提出「分散式製造」概念：在大型運動場或住宅區旁設置「移動式貨櫃微型工廠」，當運動場舉辦活動產生大量塑膠垃圾後，這些髒汙塑膠能直接在現場被粉碎並列印成建築構件，然後運往最需要住房的區域。

培瑞茲表示，這項技術不僅能緩解木材與水泥供應鏈壓力，更能讓發展中的國家或災後重建地區，利用當地廢棄物資源，快速興建堅固住所。MIT團隊的目標，是實現100%回收塑膠建材的商業化生產，引領建築業邁向「負責任生產」，將棘手的塑膠廢棄物轉化為永續家園的基石。