赖斯大学的工程师正在使用3D打印机将迄今为止在理论上一直存在的结构转变为具有复杂，重复图案的坚固，轻巧和耐用的材料。

名为schwarzites的多孔结构是使用计算机算法设计的，但是Rice研究人员发现，它们可以将程序中的数据发送到打印机，并制作宏观的聚合物模型进行测试。他们的样品努力使用尽可能少的材料，并且仍然提供强度和可压缩性中国建材网cnprofit.com。

《先进材料》中报道的结果是艺术品，有朝一日可能会产生纳米级电子设备，催化剂，分子筛和电池组件，从宏观上看，它们可能会成为建筑物，汽车和飞机的高承载，抗冲击组件。

他们说，有朝一日有可能将整个建筑物打印成一个schwarzite“砖”。

Schwarzites以德国科学家Hermann Schwarz的名字命名，他假设了1880年代的结构，这些数学奇迹启发了许多有机和无机构造和材料。赖斯在诺贝尔奖获得者buckminsterfullerene（或buckyball）中的发现为科学家从二维表面探索3-D形式的设计提供了进一步的启发。

在3D打印机提供第一种实用的制造方法之前，此类结构一直都是理论性的。赖斯材料实验室的科学家Pulickel Ajayan与圣保罗的坎皮纳斯大学的研究人员合作，通过分子动力学模拟研究了自下而上的舒瓦石构造，然后将这些模拟以聚合物立方体的形式打印出来。

赖斯博士后研究员钱德拉·塞卡·蒂瓦里（Chandra Sekhar Tiwary）表示，他的博士后研究员Chandra Sekhar Tiwary说：“它们的几何形状确实很复杂；所有事物都是弯曲的，内表面具有负曲率，并且形态非常有趣。”通过在整个结构中传递压力。

他说：“ Schwarzite的结构几乎相同。” “理论表明，在原子尺度上，这些材料可能非常坚固。事实证明，利用聚合物使几何形状更大，可以使我们得到具有高承载能力的材料。”

他说，Schwarzites还表现出出色的变形特性。蒂瓦里说：“材料破裂的方式很重要。” “您不希望事物发生灾难性的破裂；您希望它们缓慢破裂。这些结构之所以美丽，是因为如果您向一侧施加力，它们会缓慢地逐层变形。

他说：“您可以用这种材料制成一整座建筑物，如果有东西掉落，它会缓慢塌陷，所以里面的东西将受到保护。”

由于它们可以采取多种形式，赖斯团队将其研究范围限于原始和回旋结构，这些结构具有周期性的最小表面，这是施瓦茨最初设想的。在测试中，无论哪一侧被压缩，这两种载荷都在结构的整个几何结构上传递。在原子级仿真以及印刷模型中，这都是正确的。

坎皮纳斯大学（University of Campinas）教授道格拉斯·加尔万（DouglasGalv?o）说，这是出乎意料的，他通过分子动力学模拟研究纳米结构。当蒂瓦里（Tiwary）作为研究员通过美国物理学会和巴西物理学会访问了巴西校园时，他提出了该项目的建议。

Galv?o说：“在印刷结构中保留了一些原子尺度的特征，这有点令人惊讶。” “我们讨论了将Schwarzite原子模型转换为3D打印结构的方法会很好。经过一番尝试，它工作得很好。本文是有效的理论与实验合作的一个很好的例子。”

研究人员说，他们的下一步将是使用更高分辨率的打印机来精修表面，并进一步减少聚合物的使用量，以使木块变得更轻。在不久的将来，他们设想以更大的规模用陶瓷和金属材料印刷3D schwarzites。

共同作者，莱斯大学的研究生彼得·奥乌尔（Peter Owuor）说：“没有必要将它们隔离开。” “我们基本上是在制造可以从各个方向复制的单个电池开始的完美晶体。”