研究人員開(kāi)發(fā)出可3D打印的新型纖維素材料

  纖維素是地球上含量最豐富的有機(jī)化合物，研究人員一直致力于開(kāi)發(fā)3D打印方法，以充分利用其可用性。目前仍有許多問(wèn)題限制了3D打印纖維素的實(shí)際應(yīng)用，如缺乏可擴(kuò)展性、高生產(chǎn)成本和與塑料結(jié)合使用時(shí)會(huì)導(dǎo)致污染的衍生物。但最近來(lái)自新加坡科技與設(shè)計(jì)大學(xué)（SUTD）的研究人員已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種可持續(xù)的方式，不僅可以用纖維素進(jìn)行3D打印，還可以3D打印大型物體。

  纖維素構(gòu)成了綠色植物的堅(jiān)硬外殼，但SUTD研究人員在其他地方尋找靈感，從真菌樣卵菌的壁上獲得靈感，通過(guò)在纖維素纖維之間引入少量幾丁質(zhì)復(fù)制。得到的真菌樣粘合材料（FLAM）具有堅(jiān)固、價(jià)格低廉、重量輕等特點(diǎn)，可以使用木工技術(shù)進(jìn)行加工。

  沒(méi)有使用有機(jī)溶劑或合成塑料來(lái)制造該材料，使其完全環(huán)保?？蓴U(kuò)展的可再生材料在戶外堆肥設(shè)施和其他自然條件下也可生物降解。它也很實(shí)惠-FLAM與商品塑料的成本大致相同，比普通塑料線材（如ABS和PLA）便宜10倍。研究人員還開(kāi)發(fā)了針對(duì)FLAM的增材制造技術(shù)。

  “我們相信，第一個(gè)大規(guī)模添加劑制造工藝與地球上最普遍存在的生物聚合物將成為過(guò)渡到環(huán)境友好型和循環(huán)型制造模式的催化劑，其中材料在封閉區(qū)域系統(tǒng)中生產(chǎn)、使用和降解?！?該項(xiàng)目的共同負(fù)責(zé)人、SUTD助理教授Javier Gomez Fernandez說(shuō)道。 “這種復(fù)制和制造的材料組成在卵菌壁中發(fā)現(xiàn)，即未改性的纖維素，少量的殼聚糖（地球上第二豐富的有機(jī)分子）和低濃度的乙酸，可能是生物敏感材料領(lǐng)域最成功的技術(shù)成果之一?！?/span>

  據(jù)悉，該研究發(fā)表在一篇題為“大規(guī)模添加劑制造與生物激發(fā)纖維素材料”的論文中。

  “我們相信這里報(bào)告的結(jié)果代表了全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，對(duì)材料科學(xué)、環(huán)境工程、自動(dòng)化和經(jīng)濟(jì)等多個(gè)領(lǐng)域的影響更廣泛，”助理教授兼項(xiàng)目聯(lián)合負(fù)責(zé)人Stylianos Dritsas說(shuō)。 “到目前為止，我們一直關(guān)注基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展，很少有時(shí)間投入到具體的目標(biāo)應(yīng)用中。我們現(xiàn)在正處于尋求工業(yè)合作者把這項(xiàng)技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室?guī)У绞澜绲碾A段。“

  SUTD的研究人員正在開(kāi)發(fā)FLAM，以滿足對(duì)更可持續(xù)制造材料的不斷增長(zhǎng)的需求，而且它是一種有前途的材料，不需要森林資源或農(nóng)田。3D打印就像整個(gè)制造業(yè)一樣，迫切需要更環(huán)保的3D打印材料，SUTD團(tuán)隊(duì)認(rèn)為FLAM可能是答案。強(qiáng)大而輕便的材料為3D打印大型結(jié)構(gòu)提供了良好的條件，這一事實(shí)尤其令人鼓舞。

  據(jù)悉，該論文的作者包括Naresh D. Sanandiya、Yadunund Vijay、Marina Dimopoulou、Stylianos Dritsas和Javier G. Fernandez。

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