Naukowcy tworzą drewno drukowane w 3D przy użyciu naturalnych składników

Naukowcy z Rice University uwolnili potencjał druku 3D do tworzenia zrównoważonych konstrukcji drewnianych, stanowiących bardziej ekologiczną alternatywę dla tradycyjnych metod produkcji.

W przeszłości drewno było niszczone przez marnotrawstwo powstałe podczas procesów kształtowania, co skutkowało wysokimi kosztami i wpływem na środowisko. Teraz naukowcy zajmujący się materiałoznawstwem i nanoinżynierią na Uniwersytecie Rice opracowali wolny od dodatków atrament na bazie wody wykonany z ligniny i celulozy, składników drewna. Atrament można wykorzystać do tworzenia skomplikowanych architektonicznie konstrukcji drewnianych za pomocą techniki druku 3D zwanej tuszem bezpośrednim.

Praca została niedawno opublikowana w czasopiśmie Postęp nauki.

„Możliwość stworzenia konstrukcji drewnianej bezpośrednio z jej naturalnych składników toruje drogę ku bardziej przyjaznej dla środowiska i innowacyjnej przyszłości” – powiedział Muhammad Rahman, adiunkt w dziedzinie nauk o materiałach i nanoinżynierii na Uniwersytecie Rice. „Zapowiada nową erę zrównoważonych konstrukcji drewnianych drukowanych w 3D.”

Konsekwencje są dalekosiężne i potencjalnie rewolucjonizują takie branże, jak meblarstwo i budownictwo.

„W przeciwieństwie do poprzednich prób, w tej metodzie do drukowania 3D wykorzystuje się wyłącznie elementy drewniane w skali nano, co stanowi ogromny postęp w tej dziedzinie” – powiedział Pulikle Agyan, profesor inżynierii Benjamin M. i Mary Greenwood Anderson oraz profesor i kierownik Wydziału Nauki o Materiałach i nanoinżynierii.

Według MSH Thakura i Chen Shi, głównych autorów badania, badania uniwersytetu skupiały się na poprawie składu atramentu poprzez dostosowanie proporcji ligniny, nanowłókien celulozy i nanokryształów przy jednoczesnym zachowaniu równowagi naturalnej ligniny celulozowej.

Chociaż lignina jest jednym z najpowszechniej występujących biopolimerów na Ziemi, jest najmniej wartościowym produktem w przemyśle, zauważył Amit Naskar, współpracownik projektu oraz dyrektor ds. badań i rozwoju w Oak Ridge National Laboratory.

Po wydrukowaniu przeprowadzono kompleksowe analizy mające na celu ocenę powierzchni i struktur wewnętrznych drewna wydrukowanego w 3D oraz porównanie ich z naturalnymi odpowiednikami drewna. Plony wykazywały nie tylko duże podobieństwo do naturalnego drewna pod względem tekstury, ale także zapachu i siły.

Ponadto przeprowadzono testy mechaniczne w celu oceny wytrzymałości na ściskanie i zginanie, uzyskując obiecujące wyniki, lepsze niż w przypadku naturalnego drewna balsa.

Badania te były wspierane przez Rice, Joint Rice Equipment Authority, Biuro Naukowe DOE oraz Wydział Nauk i Inżynierii Podstawowej Energii w ramach FWPERKCK60.

/Wydanie ogólne. Ten materiał od oryginalnej organizacji/autora(ów) może mieć charakter chronologiczny i został zredagowany pod kątem przejrzystości, stylu i długości. Mirage.News nie zajmuje stanowisk korporacyjnych ani stron, a wszystkie opinie, stanowiska i wnioski wyrażone w niniejszym dokumencie są wyłącznie opiniami autorów. Zobacz całość tutaj.