Вырубка деревьев и переработка древесины — не самый эффективный и экологичный способ изготовления мебели и строительных материалов. Но недавно ученые из Массачусетского технологического института (MIT) продемонстрировали новую технологию выращивания древесноподобного растительного материала в лаборатории.
Этот процесс аналогичен процессу выращивания клеток животных для «мяса из пробирки». По словам ученых, технология позволяет получать растительные материалы сразу в нужной форме, без последующей обработки, что снизит отходы и расходы на энергию. Кроме того, лабораторное выращивание древесины позволит легко изменять вес и прочность материала.
Сначала команда выделила клетки из листьев растений циннии. После культивирования в жидкой среде эти клетки перенесли в более густую среду на основе геля. Эта среда содержит питательные вещества и два разных растительных гормона, которые используются для «настройки» физических и механических свойств материала.
Затем ученые с помощью 3D-принтера залили этот гель с клетками в форму. Через 3 месяца инкубации в темноте материал высох и превратился в твердое вещество, по виду и характеристикам похожее на древесину.
В ходе экспериментов ученые обнаружили, что низкие уровни гормонов приводят к созданию материала меньшей плотности, а с повышением уровня гормонов 3D-печатные растительные структуры становились более плотными и жесткими, за счет усиленного роста лигнина. Эта разница может быть использована для изготовления более мягких и легких древесных продуктов или более прочных и жестких, если это необходимо.
Целью команды является развитие технологии до выращивания и 3D-печати цельных деревянных объектов, которые могут заменить собой объекты, состоящие из соединенных между собой кусков древесины, полученных при вырубке живых деревьев. Кроме того, ученые планируют применить новую технологию к клеткам других растений, например, дерева сосны.