Последние новости

Политика

Шаг к 3D-печати древесины

Вырубка деревьев и переработка древесины — не самый эффективный и экологически чистый способ изготовления мебели или строительных материалов. Ученые из Массачусетского технологического института совершили прорыв в процессе, который однажды позволит нам 3D-печатать и выращивать дерево непосредственно в форме мебели и других предметов.

Древесина может быть возобновляемым ресурсом, но мы используем ее гораздо быстрее, чем восполняем. Вырубка лесов оказывает сильное воздействие на дикую природу и усугубляет последствия изменения климата. Поскольку наш аппетит к деревянным изделиям вряд ли изменится, то должны будут измениться наши методы их получения.

В последние годы исследователи начали выращивать древесину в лаборатории. Не деревья — только сама древесина, мало чем отличающаяся от продолжающейся работы по выращиванию клеток животных для выращенного в лаборатории мяса, а не выращиванию живых животных и их забою. И теперь группа ученых Массачусетского технологического института продемонстрировала новую технику, позволяющую выращивать древесноподобный растительный материал в лаборатории, что позволяет легко настраивать такие свойства, как вес и прочность по мере необходимости.

«Идея состоит в том, что вы можете выращивать эти растительные материалы именно в той форме, которая вам нужна, поэтому вам не нужно выполнять какое-либо субтрактивное производство постфактум, что снижает количество энергии и отходов», — говорит Эшли Беквит, ведущий автор. исследования. «Есть большой потенциал для расширения этого и выращивания трехмерных структур».

Сначала команда выделила клетки из листьев растений, известных как Zinnia elegans. Затем эти клетки культивировали в жидкой среде в течение двух дней, а затем переносили в более густую среду на основе геля. Этот материал содержал питательные вещества и два разных растительных гормона, уровни которых можно было регулировать для настройки физических и механических свойств материала.

Затем команда 3D напечатала этот загруженный ячейками гель определенной формы, так же, как вы 3D печатаете пластиковый объект. После трех месяцев инкубации в темноте материал обезвоживается, и конечным результатом является нестандартный объект, сделанный из растительного материала, похожего на дерево. В одном тесте, например, команда превратила материал в модель дерева.

Диаграмма, иллюстрирующая, как клетки растений можно культивировать и 3D-печатать в нестандартные формы с разной силой в зависимости от разных уровней добавленных гормонов.

Диаграмма, иллюстрирующая, как клетки растений можно культивировать и 3D-печатать в нестандартные формы с разной силой в зависимости от разных уровней добавленных гормонов.
Массачусетский технологический институт

Команда экспериментировала с различными уровнями гормонов и обнаружила, что более низкие уровни приводят к материалу меньшей плотности с округлыми открытыми клетками. Между тем, более высокие уровни становились более мелкими, более плотными структурами, которые были более жесткими благодаря усиленному росту органического полимера лигнина. Эта разница может быть использована для изготовления более мягких и легких продуктов или более прочных и жестких, если это необходимо.

В конечном счете, цель состоит в том, чтобы развить технологию до такой степени, что деревянные объекты можно будет печатать и выращивать на 3D-принтере, а не резать, формировать и соединять из более крупных кусков дерева, полученных при вырубке деревьев. Процесс может начаться с небольших деревянных предметов, таких как дюбели или декоративные элементы, прежде чем в конечном итоге перейти к мебели или доскам для строительства.

Следующие шаги, по словам команды, заключаются в том, чтобы выяснить, как применить этот метод к другим растениям. Цинния не производит древесину, но адаптация процесса для работы с чем-то вроде сосны может стать крупным прорывом.

Исследование было опубликовано в журнале Materials Today .

Источник

Предыдущая новость
«Марафон зеленых дел» стартует в Якутии
Следующая новость
Российским туристам разрешили использовать карту «Мир» в Турции

Вам может быть интересно:

Форум. Темы дня

Меню