Ученые из Университета Висконсин-Платвилл запатентовали прорыв: испорченное молоко превращается в биокомпозит для 3D-печати. Эта технология преобразует аграрные отходы в сырье для производства, снижая зависимость от нефтехимии.
Мы уже писали об этом, но у 3D-печати существует проблема с материалами. Большая часть филамента по-прежнему производится из нефти, не поддается биологическому разложению и обречена пережить того, кто напечатал милую миниатюрную лодочку Benchy. Именно поэтому недавнее запатентованное достижение Университета Висконсин-Платвилл (конечно же) выглядит весьма интригующе: исследователи нашли способ превращать испорченное молоко в пригодный для использования биокомпозит для 3D-печати.
Печать подставки для телефона из молока может показаться странной, но в мире, утопающем в пластике и пищевых отходах, нам не помешают подобные необычные идеи. В данном случае основная концепция на удивление изящна: молоко содержит белки, такие как казеин и сыворотка, и эти белки можно переработать и смешать с существующими полимерами, чтобы создать пригодные для печати материалы. Вместо того чтобы выбрасывать испорченные молочные продукты, команда разработала метод извлечения этих белков и их повторного использования в качестве компонента сырья для 3D-печати. Результатом является не «съедобный пластик», а полноценная альтернатива пластику, хорошо подходящая для использования в 3D-принтерах и получаемая преимущественно из молочных отходов.
Это происходит не в вакууме. В последние несколько лет мир 3D-печати тихо экспериментирует со способами наведения порядка в собственных отходах: от измельчения неудачных отпечатков и поддержек для создания переработанного филамента до бытовых рециклеров, позволяющих любителям экструдировать свои пластиковые ошибки заново. Также растет интерес к водорастворимым и компостируемым материалам, а также к инициативам “снизу”, направленным на превращение бытовых отходов — пластиковых бутылок из-под газировки (ПЭТ), выброшенных столовых приборов, обрезков упаковки — в пригодный для использования филамент. Все эти подходы снижают экологический след аддитивного производства, даже если ни один из них пока не идеален или универсально практичен.
Что делает это открытие примечательным, так это не только аспект устойчивого развития, хотя он, безусловно, является реальным преимуществом. Кризис с выбросом молока во времена COVID-19 — когда молочным фермам пришлось утилизировать миллионы галлонов молока из-за резкого падения спроса со стороны школ и других потребителей — послужил толчком для проекта, и эта работа превращает то, что в противном случае было бы сельскохозяйственным обременением, в потенциальный ресурс для передового производства. Для 3D-печати это указывает на будущее, где филамент не будет привязан исключительно к ископаемому топливу без необходимости полного пересмотра существующих принтеров или рабочих процессов.
Проект возглавляли доктор Джон Обиэлодан, заведующий кафедрой машиностроения и промышленной инженерии в UW-Платвилл, и доктор Джозеф Ву, доцент химии. Исследователи потратили годы, настраивая типы белков, чистоту и соотношения смесей для достижения приемлемой прочности и гибкости — именно здесь терпят неудачу многие идеи биоматериалов. Это был не эксперимент «на коленке»; студенты-инженеры и химики кропотливо работали над реальной материаловедением, чтобы создать нечто, что действительно печатается на существующих 3D-принтерах без чрезмерного загрязнения.
Если эта технология будет коммерциализирована, последствия будут весьма значительными. Биоматериалы могут снизить воздействие на окружающую среду, диверсифицировать цепочки поставок материалов и создать новые источники дохода для производителей молочной продукции. Это наглядный пример мышления в духе циркулярной экономики, примененного к аддитивному производству, что приводит к сокращению отходов, уменьшению использования нефтехимических продуктов и позволяет энтузиастам и предприятиям использовать свои те же самые принтеры. Это не броско, но это именно тот прогресс в области материалов, который необходим 3D-печати для дальнейшего перехода от «игрушки для хобби» к мейнстримному производству.
Всегда имейте в виду, что редакции могут придерживаться предвзятых взглядов в освещении новостей.
Qual-score: 8/9
Bajan-score: 0.650366068
Автор – Zak Killian