近年来，3D打印混凝土（3DPC）发展迅速[1],[2],[3],[4]，显著减少了施工时间、成本和劳动力需求[5],[6]。然而，基于分层制造的工艺不可避免地会导致层间缺陷，从而降低界面性能[7],[8],[9],[10]。最新研究表明[10]，层界面呈现出双重层次结构：粗糙表面引起的宏观孔隙和水化产物中的微观缺陷严重影响了材料的力学完整性。此外，建造所需的较高触变性进一步降低了浆体的流动性，导致界面融合效果较差[11],[12]。这些限制严重阻碍了3DPC的广泛应用，因此强化3DPC的弱界面粘结至关重要。因此，许多研究致力于探索提高层间性能的方法。现有的界面改性策略主要分为两类：在层间施加界面粘结剂[13],[14],[15],[16]，以及直接处理打印纤维，如蒸汽喷涂[17]、微波加热[18]和表面保湿[19]。
传统的现场浇筑混凝土需要整体振动来破坏絮凝现象并提高均匀性[20]。然而，这种振动操作会对堆叠成多层的打印纤维产生破坏作用，因为触变性会导致纤维塌陷。在3DPC领域，振动一直被视为禁忌[21],[22]。尽管已经探索了利用振动辅助流变控制来促进泵送和挤出[21]，但这些方法主要关注运输过程中的整体流变特性。相比之下，如果能够将振动能量严格限制并精确地施加到沉积后的界面接合处，那么在不影响建造性的前提下，界面性能有望得到改善。
磁流变流体（MRF）主要由悬浮的磁化颗粒和非磁性载体组成[23],[24]。在没有外部磁场的情况下，MRF表现出低粘度的牛顿流体特性[25],[26]。当施加磁场时，流体中的磁颗粒会迅速响应并改变排列方式，从液态转变为半固态[23],[24]，在此过程中颗粒会表现出多种运动状态，包括平移和旋转，这取决于所施加磁场的强度[27],[28]。
在医学领域，研究人员利用磁颗粒和外部磁场实现靶向药物输送[29],[30]和癌症治疗[31],[32]。关于“磁机械效应处理”（TMMEP）理论的研究正在兴起。其原理是，磁颗粒在时变磁场中的振动会产生磁机械效应，对癌细胞膜结构施加机械力，从而破坏膜完整性并主动引发癌细胞的凋亡过程[33]。对于水泥材料，也可以利用磁场和磁颗粒对新鲜混凝土[34],[35]和硬化混凝土[36],[37]进行主动流变控制。当将纳米Fe3O4颗粒加入水泥浆体并施加时变磁场以研究其流变特性时，发现磁颗粒振动显著降低了浆体的剪切应力。这可能是由于振动减缓了水泥浆体的絮凝速率并改变了其触变性[38]。一种利用含磁性氧化铁的钢渣替代传统混凝土骨料的磁驱动混凝土方案也被提出。通过外部磁场，可以任意调整骨料的运动方向和加速度，从而改变对混凝土的振动力和方向[39]。借鉴医学和水泥材料领域的相关研究，可以明确外部磁场能够精确控制磁颗粒的运动行为。具体而言，时变磁场可以诱导磁颗粒的机械振动，从而改变水泥浆体的流变特性。
本研究首次提出利用时变磁场来诱导在纤维界面选择性引入的磁颗粒的受控MRV。与以往侧重于整体流变控制的振动方法不同，这种MRV方法专门针对局部界面，有效促进新打印纤维之间的界面融合，显著提高层间的抗拉强度，为3DPC的大规模工业应用奠定了基础。
