Команда ученых-материаловедов из университета Райса и Национальной лаборатории Оук-Ридж разработала способ превращения древесных отходов в тип чернил, которые могут использоваться для 3D-печати деревянных объектов. Статья об этом была опубликована в журнале Science Advances. Использование древесины для создания предметов, таких как столы и стулья, является неэффективным процессом. После начального этапа обработки древесины, когда из нее получают заготовки или куски, материал подвергается распилу, строганию и/или шлифовке для создания желаемого изделия, в результате чего образуются многочисленные мелкие кусочки древесины и опилки. В своей новой работе исследовательская группа нашла способ использования отходов от деревообработки для создания новых изделий из дерева.
Для создания чернил исследовательская группа первоначально измельчила древесный материал до состояния мелкой пыли. Затем они добавили химические вещества, которые разделили целлюлозу и лигнин, после чего оба были дальше разложены на нанокристаллы и нановолокна. Затем исследователи снова соединили эти два компонента, добавили воду и получили смесь, похожую на глину, которую они использовали в 3D-принтере в качестве чернил. Команда использовала эти чернила для создания нескольких маленьких объектов, таких как миниатюрные столы и стулья. После они применили метод замораживания и сушки для удаления влаги из изделий, а затем нагрели их до 180°C для слияния целлюлозы и лигнина. В результате получились деревянные или деревоподобные объекты.
Исследователи обнаружили, что, изменяя процесс печати, они могут создавать текстуры, напоминающие древесину, на полученных изделиях. Они также отметили, что готовые объекты имеют запах натуральной древесины. Тестирование показало, что эти объекты прочнее в шесть раз по сравнению с объектами, изготовленными из обычной древесины (однако исследователи использовали лишь бальзовую древесину для тестов). Они также обнаружили, что их напечатанные изделия в три раза гибче, чем аналогичные объекты, изготовленные из обычной древесины. Хотя процесс был протестирован только на маленьких объектах, исследователи предполагают, что их метод может быть использован для создания гораздо больших объектов.
Использование древесных отходов для создания чернил для 3D-печати деревянных объектов открывает новые перспективы в области древесных материалов и их переработки. Этот метод позволяет эффективно использовать древесину и сокращает количество отходов, которые обычно образуются при изготовлении деревянных изделий. Более того, полученные объекты обладают высокой прочностью и гибкостью, а также сохраняют естественный запах дерева. Результаты этого исследования могут быть применены в различных областях, включая мебельное производство, строительство и дизайн.
Источник:
доктор Шаджедул Хок Тхакур и др., Трехмерная печать из дерева (Md Shajedul Hoque Thakur et al, Three-dimensional printing of wood), Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk3250
-------------------------------------
Вы можете поддержать проект подпиской на канал, реакциями и комментариями, а также подписавшись на наши страницы на других площадках и на сервисе поддержки авторов Бусти. Ссылки найдёте в описании канала. Заранее спасибо!
