东南大学开发3D打印藻类反应器模块，可用于净化室内空气和培养小球藻生物质

2024年2月18日，南极熊获悉，来自南京东南大学和苏黎世联邦理工学院的研究人员合作开发了一种新型的藻类反应器，这是一种采用3D 打印技术制造的模块，旨在净化室内空气和培养小球藻生物质。该模块采用回收的 PETG(rPETG) 材料制成，可无缝集成到建筑外墙中，为应对城市空气质量挑战提供了可持续的解决方案。

这项藻类反应器项目由研究人员郝华和本杰明·迪伦伯格领导，旨在将自然融入我们的建筑环境中。这项尖端技术涉及创建藻类反应器，这是一种 3D 打印的立面模块，可为城市居民净化空气并定期生产藻类生物质。受Photo.Synth.Etica 和 SolarLeaf 等项目的启发，该反应堆可刺激建筑物内的微生物循环。

表皮模块由 3D 打印的 rPETG 材料组成，可容纳培养管并使立面呈半透明状。每个模块都由混合框架和藻类培养系统组成。该框架由垂直和水平铝型材制成，支撑带有凹槽的 3D 打印表皮、用于泵电池的细长太阳能电池板和紧固件。

这些模块可以安装在窗户或玻璃幕墙的内部。含有水和小球藻的透明波纹管安装在 3D 打印皮肤的凹槽上。凹槽轮廓与管直径相匹配，可在收获生物质或更换管时轻松拆卸。

△3D 打印藻类反应器。（图片来源：东南大学）

沿着凹槽的管道设计确保气流从下到上缓慢而顺畅地流动。透明幕墙后面的模块矩阵保持生化过程，以改善室内空气质量，并为立面增添绿色色调，同时调节室内光强度。

藻类培养系统包括一个波纹管、底部带有电池的气泵和顶部的防溢漏斗。小球藻液体充满管子，气泵每隔一段时间将室内空气吸入其中。集成太阳能电池板使模块独立于建筑物的电力供应。

藻类反应器使管状液体内的光合作用能够与室内空气有效地相互作用。每三到四个星期，将管子从模块上取下来收集生物质并更换水和小球藻。采用大规模熔融颗粒制造 (FGF) 技术 3D 打印复杂的模块主体，并在 KUKA 机器人手臂上安装颗粒挤出机，以确保结构稳定性和精确的细节。

使用透明的再生PETG（rPETG）颗粒来打印带有凹槽的皮肤。分层的细丝和差异化的几何形状将直射阳光转化为散射光，促进藻类生长。

藻类反应器将生物化学反应过程温和地引入建筑环境中，展示辅助窗户模块如何净化室内空气并生产可持续的食品或药品。微藻的天然绿色提供了视觉舒适感，表明通过生物学和建筑混合系统内的新型室内园艺，对城市居民和自然都有好处。