Naukowcy z MIT opracowali materiał do druku 3D na bazie celulozy
Celuloza jest jednym z najbardziej rozpowszechnionych materiałów biologicznych w przyrodzie. W związku z tym dostęp do niej jest niemal nieograniczony, a przede wszystkim tani. Właśnie te czynniki skłoniły naukowców z Uniwersytetu MIT do prac nad stworzeniem tworzywa do druku 3D, którego bazą jest ten właśnie materiał.
Celuloza jest budulcem ściany komórkowej roślin zielonych oraz niektórych glonów i grzybów. Jej zawartość jest zmienna i może wynosić od 45-50% (drewno) do nawet 90% (bawełna). Materiał ten jest najobficiej występującym polimerem organicznym na świecie. Ze względu na swoją powszechność oraz niski koszt pozyskiwania celuloza może być alternatywą dla materiałów pozyskiwanych obecnie z nieodnawialnych źródeł energii, takich jak ropa naftowa.
Jedną z najważniejszych cech celulozy, która może być atrakcyjna jeśli zrobimy z niej materiał do druku 3D, jest fakt że jest ona w pełni biodegradowalna. Największą jednak przeszkodą, która stała do tej pory za brakiem powszechności tego typu tworzywa jest wysoka temperatura wytłaczania drukarek 3D, w której celuloza ulega bardzo szybkiej degradacji. Naukowcy z MIT znaleźli jednak wieloetapowy proces, który rozwiązuje ten problem.
W pierwszej kolejności celuloza zastaje poddana działaniu bezwodnika octowego, który wchodzi z nią w reakcję tworząc octan celulozy. Po zmieszaniu tej substancji z acetonem otrzymujemy lepką maź, która może być wytłaczana w ekstruderach do mas plastycznych. Podczas ekstruzji aceton w sposób naturalny odparowuje tworząc wydruk 3D z litego octanu celulozy. Aby nasz obiekt wykonany był z czystej celulozy zanurzamy go w roztworze wodorotlenku sodu, który usuwa z niego octan.
Naukowcy zaobserwowali, że wykonane w tym sposób modele wyróżniają się niezwykle silnym wiązaniem pomiędzy warstwami, które przewyższa swoją mocą praktycznie każdy dostępny obecnie materiał. Dodatkowo druk z celulozy pozwala na różnego rodzaju modyfikacje, poprzez dodanie do niej różnych substancji. Na przykład po dodaniu środka przeciwdrobnoustrojowego udało się wykonać samosterylizującą się pincetę.
Póki co technologia jest w fazie testowej, a naukowcy sprawdzają opłacalność stosowania tej metody, ponieważ pomimo niskich kosztów pozyskania samej celulozy, wieloetapowy proces, z wykorzystaniem kilku różnych środków chemicznych znacząco podnosi cenę finalnego tworzywa.
Źródło: www.fabbaloo.com
