科學家研製出更加綠色環保的木質3D列印原料

2020-09-05 3D列印世界

作為一種有機聚合物,木質素可在自然狀態下呈現緊密交織,從而為植物起到重要的剛性支撐等作用。但當將這些資源轉化為紙張時,會在製造過程中留下大量的浪費。為此,德國弗萊堡大學的一支研究團隊,特地開發出了一種能夠讓有機聚合物「廢物再利用」的方法 —— 將之轉化為一種適合 3D 列印的生物糊劑的基礎成分。

此前已有許多研究團隊開展過將木質素回收再利用的方法,比如用於碳纖維、更堅固的混凝土、甚至降低電池的製造成本。

然而在現實情況下,大部分還是被焚化產生生物能,並將之作為造紙過程的一部分,以期在未來找到新的回收再利用方法。

弗萊堡大學 Marie-Pierre Laborie 教授表示,研究團隊正在試驗一種新型生物粘貼材料,其由基於纖維素(生物質的另一關鍵成分)和木質素結晶而成。

其實早在 1980 年代,就有另一支科學家團隊對此展開過研究。當時的發現是,晶體可為糊狀物提供一定的強度支撐,而木質素在其中扮演了膠水的角色。

通過不斷試驗這種生物糊劑的組成,研究人員還發現了其它可調節的特性,使之能夠根據木質素的方向、以及材料的比例而變得更加堅硬或柔韌。

結果是,科學家們打造出了由一半木質素、一半纖維素製程的粘稠生物糊劑。其不僅易於加工,還具有迅速固話的特性,相當適合作為 3D 列印時的輕質結構、

目前該團隊已使用山毛櫸樹中的木質素來生產生物糊劑,並注意到如果從其它植物中提取木質素,最終成品原料的特性可能略有不同。

下一步,他們將研究如何將木質素作為造紙工業的廢棄物而納入新工藝中。有關這項研究的詳情,已經發表在近日出版的《應用生物材料》期刊上。

原標題為《Lignin in Bio-Based Liquid Crystalline Network Material with Potential for Direct Ink Writing》。

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