Традиционные методы строительства бетонных зданий и конструкций включают заливку влажного бетона в деревянные формы, которые после затвердевания удаляются. В свою очередь 3D-печать таких структур  предполагает нанесение последовательных слоев экструдированного бетона, которые соединяются друг с другом по мере затвердевания. Однако связь между этими слоями иногда может быть слабой, что снижает общую прочность конструкции.

Чтобы решить эту проблему, ученые из австралийского университета RMIT и университета Мельбурна добавили оксид графена в цемент, используемый в качестве связующего вещества в бетоне, напечатанном на 3D-принтере. Оксид графена — это окисленная форма графена. Графен состоит из одного слоя атомов углерода, связанных друг с другом в виде соты. Он является двумерным материалом и имеет толщину в один атом.

Эксперименты с разными количествами показали, что при добавлении оксида графена в дозировке 0,015% от веса цемента полученный бетон демонстрирует лучшее межслоевое сцепление. Это привело к увеличению общей прочности на 10%.

Оксид графена содержит на своей поверхности функциональные группы, похожие на липкие пятна, которые цепляются за предметы. Основным составляющими этих «липких пятен» являются различные функциональные группы, содержащие кислород. Они играют важную роль в формировании прочных связей с другими материалами, например, с цементом. Благодаря этому улучшается общая прочность бетона.

Есть еще один бонус. Поскольку графен обладает высокой электропроводностью, через затвердевший бетон можно пропускать электрический ток. В перспективе эту функцию можно использовать в системе обнаружения трещин. Даже самые маленькие трещины будут прерывать электрическую цепь, проходящую через бетонную конструкцию.

В будущем необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить, насколько прочность бетона, напечатанного на 3D-принтере, сопоставима с прочностью традиционного литого бетона.