会呼吸的砖：研究人员用3D打印互锁土砖为树苗精准营造微气候

导读：在全球干旱和退化土地日益严重的背景下，生态修复与可持续农业技术正成为科研与产业关注的焦点。

2025年11月10日，以色列理工学院材料拓扑研究实验室（MTRL）与魏茨曼科学研究所树木实验室联合开发的“树土”（TreeSoil）项目，展示了3D打印技术在生态保护领域的创意应用。

树土是一种由可生物降解材料制成的互锁土质砖块系统，旨在为幼树和农作物创造有利于早期生长的微气候环境。该系统融合了建筑学、植物生物学与材料科学，通过机器人3D打印技术制造，能够有效保护幼苗免受蒸发、风蚀和强烈日照的影响。

“树土”可降解土砖

项目灵感源于古代利用石头与土壤为树木构建保护性微气候的农业实践。研究团队运用现代计算机辅助设计（CAD）与机器人制造技术，对这一传统进行了创新重释，开发出完全可生物降解的互锁土砖系统。

树土砖块的材料以当地土壤为主，混合粘土、沙子以及源自有机纤维和纤维素的生物基粘合剂。为提升性能，部分原型中还添加了如生物炭等废弃物衍生的营养物质。所有混合物均通过了侵蚀性、机械性能及流变性能的严格测试，在确保环境兼容性的同时，也满足了3D打印的工艺要求。

生态循环3D打印建筑

在制造环节，TreeSoil结构采用大型机器人挤出式3D打印技术，具体为KUKA KR50机器人手臂搭载WASP LDM XXXL挤出系统。砖块打印完成后自然风干，无需额外粘合剂即可现场组装，形成稳固的保护结构。随着树木生长，砖块会逐渐分解，养分回归土壤，实现真正的生态循环。

为了提高树苗的成活率，每块树土砖都充分考虑了当地的气候数据，例如风向、湿度和太阳辐射。独特的多孔互锁结构不仅便于快速组装和拆卸，还能优化空气流通和遮荫效果。土壤的热容量在树木生长过程中也发挥着重要作用，有助于调节水分和温度，从而促进根系茁壮成长。

MTRL设计团队介绍，这个项目的命名直接揭示了设计核心：致力于表达树木与土地之间不可分割的根本联系。同时，项目颠覆了建筑必须是永恒的这一传统观念，通过一系列3D打印的土砖证明，建筑完全可以具备适应性、临时性，甚至实现材料的完全再生。