研究人員開發(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發(fā)3D打印方法，以充分利用其可用性。目前仍有許多問題限制了3D打印纖維素的實際應(yīng)用，如缺乏可擴(kuò)展性、高生產(chǎn)成本和與塑料結(jié)合使用時會導(dǎo)致污染的衍生物。但最近來自新加坡科技與設(shè)計大學(xué)（SUTD）的研究人員已經(jīng)開發(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）具有堅固、價格低廉、重量輕等特點，可以使用木工技術(shù)進(jìn)行加工。

  沒有使用有機(jī)溶劑或合成塑料來制造該材料，使其完全環(huán)保。可擴(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。研究人員還開發(fā)了針對FLAM的增材制造技術(shù)。

  “我們相信，第一個大規(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?！?該項目的共同負(fù)責(zé)人、SUTD助理教授Javier Gomez Fernandez說道。 “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。

  “我們相信這里報告的結(jié)果代表了全球制造業(yè)的轉(zhuǎn)折點，對材料科學(xué)、環(huán)境工程、自動化和經(jīng)濟(jì)等多個領(lǐng)域的影響更廣泛，”助理教授兼項目聯(lián)合負(fù)責(zé)人Stylianos Dritsas說。 “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)合作者把這項技術(shù)從實驗室?guī)У绞澜绲碾A段。“

  SUTD的研究人員正在開發(fā)FLAM，以滿足對更可持續(xù)制造材料的不斷增長的需求，而且它是一種有前途的材料，不需要森林資源或農(nóng)田。3D打印就像整個制造業(yè)一樣，迫切需要更環(huán)保的3D打印材料，SUTD團(tuán)隊認(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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